<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.0 20120330//EN" "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">NEJSDS</journal-id>
<journal-title-group><journal-title>The New England Journal of Statistics in Data Science</journal-title></journal-title-group>
<issn pub-type="ppub">2693-7166</issn><issn-l>2693-7166</issn-l>
<publisher>
<publisher-name>New England Statistical Society</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">NEJSDS41</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.51387/23-NEJSDS41</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading"><subject>Methodology Article</subject></subj-group>
<subj-group subj-group-type="area"><subject>Statistical Methodology</subject></subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Algorithm-Based Optimal and Efficient Exact Experimental Designs for Crossover and Interference Models</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Hao</surname><given-names>Shuai</given-names></name><email xlink:href="mailto:shuai.hao@abbvie.com">shuai.hao@abbvie.com</email><xref ref-type="aff" rid="j_nejsds41_aff_001"/><xref ref-type="corresp" rid="cor1">∗</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Yang</surname><given-names>Min</given-names></name><email xlink:href="mailto:myang2@uic.edu">myang2@uic.edu</email><xref ref-type="aff" rid="j_nejsds41_aff_002"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Zheng</surname><given-names>Wei</given-names></name><email xlink:href="mailto:wzheng9@utk.edu">wzheng9@utk.edu</email><xref ref-type="aff" rid="j_nejsds41_aff_003"/>
</contrib>
<aff id="j_nejsds41_aff_001"><institution>AbbVie Inc</institution>, <country>USA</country>. E-mail address: <email xlink:href="mailto:shuai.hao@abbvie.com">shuai.hao@abbvie.com</email></aff>
<aff id="j_nejsds41_aff_002">Department of Mathematics, Statistics, and Computer Science, <institution>University of Illinois at Chicago</institution>, <country>USA</country>. E-mail address: <email xlink:href="mailto:myang2@uic.edu">myang2@uic.edu</email></aff>
<aff id="j_nejsds41_aff_003">Department of Business Analytics and Statistics, <institution>University of Tennessee-Knoxville</institution>, <country>USA</country>. E-mail address: <email xlink:href="mailto:wzheng9@utk.edu">wzheng9@utk.edu</email></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>∗</label>Corresponding author.</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="ppub"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>26</day><month>6</month><year>2023</year></pub-date><volume>1</volume><issue>3</issue><fpage>361</fpage><lpage>370</lpage><history><date date-type="accepted"><day>9</day><month>6</month><year>2023</year></date></history>
<permissions><copyright-statement>© 2023 New England Statistical Society</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year>
<license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>Open access article under the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</ext-link> license.</license-p></license></permissions>
<abstract>
<p>The crossover models and interference models are frequently used in clinical trials, agriculture studies, social studies, etc. While some theoretical optimality results are available, it is still challenging to apply these results in practice. The available theoretical results, due to the complexity of exact optimal designs, typically require some specific combinations of the number of treatments (<italic>t</italic>), periods (<italic>p</italic>), and subjects (<italic>n</italic>). A more flexible method is to build integer programming based on theories in approximate design theory, which can handle general cases of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_001"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,p,n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Nonetheless, those results are generally derived for specific models or design problems and new efforts are needed for new problems. These obstacles make the application of the theoretical results rather difficult. Here we propose a new algorithm, a revision of the optimal weight exchange algorithm by [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_001">1</xref>]. It provides efficient crossover designs quickly under various situations, for different optimality criteria, different parameters of interest, different configurations of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_002"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,p,n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, as well as arbitrary dropout scenarios. To facilitate the usage of our algorithm, the corresponding R package and an R Shiny app as a more user-friendly interface has been developed.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<label>Keywords and phrases</label>
<kwd>Crossover</kwd>
<kwd>Dropout</kwd>
<kwd>Proportional</kwd>
<kwd>Interference</kwd>
</kwd-group>
<funding-group><funding-statement>Min Yang was supported by NSF Grant DMS-22-10546.</funding-statement></funding-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="j_nejsds41_s_001">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Experimental design plays a fundamental role in scientific research. An optimal design thoughtfully organizes limited experimental resources to ensure reproducible and trustworthy outcomes. This paper focuses on searching for optimal designs for crossover and interference models using a general numerical algorithm proposed by [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_001">1</xref>].</p>
<p>In a typical experiment with a crossover design, there are <italic>n</italic> subjects, <italic>t</italic> treatments, <italic>p</italic> periods, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_003"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m(\le n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> unique sequences <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_004"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${s_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of length <italic>p</italic>. Here, <italic>n</italic>, <italic>t</italic>, <italic>p</italic>, <italic>m</italic> are positive integers and we defer the mathematical rigorous definition of the experimental design to a later section. In the experiment, each of the subjects is assigned to a sequence and will receive treatments in a specific order defined in that sequence. Since subjects receive multiple treatments and have data collected throughout all periods, they serve as their own control and typically yield more data compared to other designs with the same number of subjects. Hence, crossover designs are usually more statistically efficient.</p>
<p>However, the limitations are noteworthy as well. First, it is usually unknown if the effects of previous treatments still exist in the following periods. These effects are often referred to as “carryover effects”. It is sensible to use a model that accounts for the carryover effects. There are variants of crossover models, which differ in the way of modeling carryover effects. Section <xref rid="j_nejsds41_s_002">2</xref> provides details of two of them, and we refer to [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_002">2</xref>] for an extended list of models. Second, the competing advantage of crossover designs is contingent on no or minimum dropouts. However in reality, as [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_003">3</xref>] pointed out “Experience suggests that a dropout rate of between 5% and 10% is not uncommon and, in some areas, can be as high as 25%”. While remedies for missing values due to dropouts have been established, the dropout issue is so common that it has to be prudently considered at the design stage. Related work in this direction includes [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_004">4</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_005">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_006">6</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_007">7</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_008">8</xref>], with a focus on preserving the symmetric structure of the design in the presence of subject dropout. Recently in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_009">9</xref>], Kushner’s type of linear equations (see [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_010">10</xref>]) are developed as necessary and sufficient conditions for a design being universal <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_005"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϕ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\phi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> optimal where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_006"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϕ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\phi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is defined as a new surrogate objective function considering dropout. It was later extended to unified results that apply to any configurations of the experiment. Optimal or efficient designs are obtained by either solving linear equations or integer optimization problems modified from equation systems.</p>
<p>The interference model is commonly employed in agricultural studies to mitigate the systematic bias caused by neighbor effects within blocks. A design for interference model consists of <italic>n</italic> subjects, <italic>t</italic> treatments, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_007"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m(\le n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> distinct blocks <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_008"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${s_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> of size <italic>k</italic>. Optimal designs can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_011">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_012">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_013">13</xref>], and other sources.</p>
<p>The literature contains abundant theoretical work on optimal exact designs for crossover and interference models. However, despite the elegance of the theorems, they are in general not convenient for use. The optimal or efficient designs are usually derived for a certain combination of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_009"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(n,t,p)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_010"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(n,t,k)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. In most cases, experimenters need to search for the theory and construct the design themselves. In addition, the relevant theory may not even exist for certain experiment configurations, and this presents a major obstacle to utilizing optimal or efficient designs. Therefore, a general and efficient algorithm easily implemented via a computer program is necessary.</p>
<p>Numerical algorithms have been developed for decades, and it aims at solving the optimal design problem from a general perspective. Existing algorithms are typically modifications of either Fedorov-Wynn algorithm (FWA, [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_014">14</xref>], [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_015">15</xref>]), or the multiplicative algorithm (MA, [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_016">16</xref>]). For more information, refer to [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_017">17</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_018">18</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_019">19</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_020">20</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_021">21</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_022">22</xref>]. [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_023">23</xref>] combined multiple existing designs with modifications, named “cocktail algorithm”, and achieved dramatic speed improvement. However, all the aforementioned algorithms only focus on D-optimal designs whereas the different objective of experiments requires properly chosen optimality criterion. [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_001">1</xref>] proposed an optimal weights exchange algorithm (OWEA) for nonlinear models. It updates the support points in the same way as FWA and optimizes weights via the Newton’s method. This is the algorithm we will use.</p>
<p>Nevertheless, the development of an efficient algorithm for crossover designs is faced with two main obstacles. Firstly, it is worth noting that unlike general statistical models where the number of parameters is fixed, the number of parameters in a crossover design varies depending on the number of subjects. This variability extends to the dimension of the information matrix, presenting a significant challenge for algorithm-based optimization. Secondly, constructing optimal crossover designs in the presence of possible subject dropout mechanisms is challenging, considering the variety of crossover design formats. In this paper, we aim to address these challenges.</p>
<p>Specifically, through the Schur complement operation, we derived a novel information matrix that is linear in the design points, with corresponding weights serving as linear coefficients, paving the way for the successful implementation of the OWEA algorithm. Based on [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_001">1</xref>], we developed a general and efficient algorithm framework for optimal designs of crossover models and later extended it to interference models. Our algorithm is capable of handling any configuration of designs for the two models, including possible subject dropout mechanisms. The designs generated by our approach are highly efficient compared to existing designs in the literature. Additionally, to promote wider usage of our algorithm, we have developed a corresponding R package and R Shiny app, which provides a more user-friendly interface.</p>
<p>The remaining sections of this paper are organized as follows. Section <xref rid="j_nejsds41_s_002">2</xref> briefly introduces the necessary notations, statistical models and the derivations of the information matrices to fit into the framework of the algorithm. Section <xref rid="j_nejsds41_s_009">3</xref> gives details of the algorithm and the developed R-package. Numerical results are presented in section <xref rid="j_nejsds41_s_010">4</xref>, and a short discussion is in section <xref rid="j_nejsds41_s_014">5</xref>.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_002">
<label>2</label>
<title>The Framework and Notations</title>
<p>In this section, we will introduce the general framework starting with basic concepts of optimal designs followed by demonstrations of crossover models and interference models as well as their information matrix. We will show how the information matrices, utilizing Schur complement, fit into the algorithmic framework in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_001">1</xref>].</p>
<sec id="j_nejsds41_s_003">
<label>2.1</label>
<title>Optimal Designs and Objective Functions</title>
<p>Despite the various types of designs, generally, an experimental design with <italic>n</italic> runs can be written as 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_001">
<label>(2.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ d=\{({s_{i}},{n_{i}})|{s_{i}}\in \chi ,{\sum \limits_{i=1}^{m}}{n_{i}}=n,{n_{i}}\gt 0\},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_011"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({s_{i}},{n_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the pair of the design point and its associated repetition. The <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_012"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${s_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a vector of length <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_013"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$p(\ge 1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The <italic>design space</italic>, which is a collection of the design points, is represented by <italic>χ</italic>. The <italic>m</italic> is the number of distinct design points. If all of the repetitions <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_014"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({n_{1}},\dots ,{n_{m}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are required to be positive integers, then the design (<xref rid="j_nejsds41_eq_001">2.1</xref>) is called <italic>exact design</italic> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_015"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m\le n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>To derive an optimal design is to find a set of pairs <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_016"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({s_{i}},{n_{i}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> that optimize an objective function. Due to the discrete nature of the exact design, integer solutions of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_017"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are generally intractable. In that case, one may drop the integer requirement and search for an approximate design: 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_002">
<label>(2.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \xi =\{({s_{i}},{w_{i}})|{s_{i}}\in \chi ,{\sum \limits_{i=1}^{m}}{w_{i}}=1,{w_{i}}\in (0,1]\}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_018"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the weight associated to design point <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_019"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${s_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and all weights sum up to unity.</p>
<p>In after-experiment data analysis, usually a differentiable function of <italic>θ</italic>, say <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_020"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, is of interest. Notice that <italic>g</italic> must be an estimable function. In the rest of this paper, we always have this assumption. The choice of <italic>g</italic> grants the flexibility on parameter of interest. For example, when we target on all parameters, <italic>g</italic> is an identity function, i.e. <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_021"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\theta )=\theta $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>; and when comparison is the goal, one of many options of <italic>g</italic> is <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_022"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\theta )=({\theta _{1}}-{\theta _{\nu }},{\theta _{2}}-{\theta _{\nu }},\dots ,{\theta _{\nu -1}}-{\theta _{\nu }}))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <italic>ν</italic> is the length of <italic>θ</italic>. Denote by <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_023"><alternatives><mml:math><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover></mml:math><tex-math><![CDATA[$\hat{\theta }$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> the maximum likelihood estimator (MLE) of <italic>θ</italic>, then it is well known that <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_024"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\hat{\theta })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is also the MLE of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_025"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Under mild assumptions, the Delta method yields the asymptotic covariance matrix of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_026"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\hat{\theta })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. With <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_027"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{I}_{\xi }}(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> being the information matrix of <italic>θ</italic> under design <italic>ξ</italic>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_028"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{\xi }}(g)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the asymptotic variance-covariance matrix of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_029"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">ˆ</mml:mo></mml:mover>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\hat{\theta })$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> obtained using the Delta method under mild conditions, 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_003">
<label>(2.3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {C_{\xi }}(g)=\frac{\partial g}{\partial {\theta ^{\prime }}}{\mathbf{I}_{\xi }^{-}}(\theta ){(\frac{\partial g}{\partial {\theta ^{\prime }}})^{\prime }}.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>With the notations of (<xref rid="j_nejsds41_eq_001">2.1</xref>) and (<xref rid="j_nejsds41_eq_002">2.2</xref>), we follow the definition in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_024">24</xref>] of the objective function, 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_004">
<label>(2.4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:mi>∞</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {\Phi _{r}}({C_{\xi }}(g))={\left[\frac{1}{v}Tr{({C_{\xi }}(g))^{r}}\right]^{1/r}},0\le r\lt \infty ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <italic>r</italic> is a non-negative real number, <italic>v</italic> is the dimension of <italic>g</italic>, <italic>g</italic> is a differentiable function of parameter vector <italic>θ</italic>, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_030"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$Tr({C_{\xi }}(g))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the trace of the matrix <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_031"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${C_{\xi }}(g)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Note that <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_032"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Phi _{r}}({C_{\xi }}(g))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is equivalent to many prevailing optimality criteria on various values of <italic>r</italic>. For example, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_033"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_034"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Phi _{r}}({C_{\xi }}(g))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_035"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false">lim</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">↓</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lim \nolimits_{r\downarrow 0}}{\left[\frac{1}{v}Tr{({C_{\xi }}(g))^{r}}\right]^{1/r}}=|{C_{\xi }}(g){|^{1/v}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which is D-optimality; when <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_036"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, we have <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_037"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Phi _{r}}({C_{\xi }}(g))=Tr({C_{\xi }}(g))/v$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and it is A-optimality.</p>
<p>For the purpose of verifying a design is optimal, the following theorem, adapted from Theorem 1 of [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_001">1</xref>], provides Kiefer’s type general equivalence theorem (GET) which serves as a sufficient and necessary condition. <statement id="j_nejsds41_stat_001"><label>Theorem 1.</label>
<p><italic>Let</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_038"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>be an estimable function of θ. Suppose an arbitrary design ξ has an information matrix</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_039"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{I}_{\xi }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>. ξ is</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_040"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Phi _{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>optimal for</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_041"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$g(\theta )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>if and only if the directional derivative of</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_042"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Phi _{r}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, denoted by</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_043"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r}}(s,\xi )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>satisfies</italic> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_005">
<label>(2.5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {d_{r}}(s,\xi )\le 0,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>for any</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_044"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$s\in \chi $]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>, with equality holds if s belongs to the support of ξ.</italic></p>
<p><italic>In addition, the</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_045"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r}}(s,\xi )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> <italic>can be calculated by:</italic></p>
<p><italic>when</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_046"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_006">
<label>(2.6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {d_{r}}(s,\xi )=Tr[{({C_{\xi }}(g))^{-1}}(\frac{\partial g}{\partial {\theta ^{\prime }}}){\mathbf{I}_{\xi }^{-}}({\mathbf{I}_{s}}-{\mathbf{I}_{\xi }}){\mathbf{I}_{\xi }^{-}}{(\frac{\partial g}{\partial {\theta ^{\prime }}})^{\prime }}].\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<italic>when</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_047"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$r\gt 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_007">
<label>(2.7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>×</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{d_{r}}(s,\xi )=& {(\frac{1}{v})^{1/r}}Tr{[({C_{\xi }}(g))]^{1-r}}\times \\ {} & Tr[{({C_{\xi }}(g))^{r-1}}(\frac{\partial g}{\partial {\theta ^{\prime }}}){\mathbf{I}_{\xi }^{-}}({\mathbf{I}_{s}}-{\mathbf{I}_{\xi }}){\mathbf{I}_{\xi }^{-}}{(\frac{\partial g}{\partial {\theta ^{\prime }}})^{\prime }}].\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement></p>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_004">
<label>2.2</label>
<title>Models and Information Matrix</title>
<sec id="j_nejsds41_s_005">
<label>2.2.1</label>
<title>Crossover Model with Carryover Effect</title>
<p>Suppose a crossover design <italic>d</italic> is conducted with <italic>n</italic> subjects, <italic>t</italic> treatments and <italic>p</italic> periods, the observation from subject <italic>i</italic> at period <italic>j</italic> is typically modeled by 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_008">
<label>(2.8)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{y_{ij}}=\mu +{\zeta _{i}}+{\pi _{j}}& +{\tau _{d(i,j)}}+{\gamma _{d(i,j-1)}}+{\epsilon _{ij}};\\ {} & i=1,\dots ,n;\hspace{1em}j=1,\dots ,p,\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <italic>μ</italic> is the grand mean, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_048"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\zeta _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the effect from <italic>i</italic>th subject, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_049"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\pi _{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stands for the effects from <italic>j</italic>th period, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_050"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$d(i,j)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the treatment assignment of <italic>j</italic>th period for <italic>i</italic>th subject from design <italic>d</italic>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_051"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau _{d(i,j)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the treatment effect from <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_052"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$d(i,j)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_053"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\gamma _{d(i,j-1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the carryover effect due to treatment <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_054"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$d(i,j-1)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_055"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\gamma _{d(i,0)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is set to 0 by convention. <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_056"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\epsilon _{ij}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the error term.</p>
<p>If the collection of observations from the design <italic>d</italic> is organized in a vector <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_057"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{d}}={({y_{11}},{y_{12}},\dots ,{y_{1p}},{y_{21}},\dots ,{y_{np}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, then model (<xref rid="j_nejsds41_eq_008">2.8</xref>) can be written in matrices, 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_009">
<label>(2.9)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="sans-serif">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {Y_{d}}={\mathsf{1}_{np}}\mu +U\zeta +Z\pi +T\tau +R\gamma +\epsilon ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <italic>ϵ</italic> is a vector of independent and identically distributed errors with a mean vector <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_058"><alternatives><mml:math>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and a variance-covariance matrix <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_059"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\sigma ^{2}}{I_{np}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, which can be relaxed to a form of Kronecker’s product, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_060"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>⊗</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${I_{n}}\otimes \Sigma $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, in most cases when the variance-covariance matrix of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_061"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$({\epsilon _{i1}},\dots ,{\epsilon _{ip}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is Σ for <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_062"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$i=1,\dots ,n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Besides, we also have <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_063"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\pi ={({\pi _{1}},\dots ,{\pi _{p}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_064"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\zeta ={({\zeta _{1}},\dots ,{\zeta _{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_065"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\tau ={({\tau _{1}},\dots ,{\tau _{t}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_066"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\gamma ={({\gamma _{1}},\dots ,{\gamma _{t}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_067"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>⊗</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="sans-serif">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$U={I_{n}}\otimes {\mathsf{1}_{p}}={({U^{\prime }_{1}},\dots ,{U^{\prime }_{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_068"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="sans-serif">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>⊗</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$Z={\mathsf{1}_{n}}\otimes {I_{p}}={({Z^{\prime }_{1}},\dots ,{Z^{\prime }_{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_069"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$T={({T^{\prime }_{1}},\dots ,{T^{\prime }_{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_070"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$R={({R^{\prime }_{1}},\dots ,{R^{\prime }_{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_071"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>’s are <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_072"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\times n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> incidence matrices for subjects. <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_073"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_074"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\times p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> subject-to-period incidence matrix, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_075"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_076"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${R_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_077"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\times t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> period-to-treatment incidence matrices for the <italic>i</italic>th subject. The structure of matrices <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_078"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${Z_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_079"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_080"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${R_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> depend on the design <italic>d</italic>. <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_081"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${I_{n}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an identity matrix of dimension <italic>n</italic> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_082"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="sans-serif">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathsf{1}_{p}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stands for a <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_083"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\times 1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> vector of 1’s. Then the information matrix for full parameter vector <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_084"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="normal">Θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\Theta ={({\zeta ^{\prime }},{\pi ^{\prime }},{\tau ^{\prime }},{\gamma ^{\prime }})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is <disp-formula-group id="j_nejsds41_dg_001">
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_010">
<label>(2.10)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{I}(\Theta )& ={\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}U& Z& T& R\end{array}\right)^{\prime }}\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}U& Z& T& R\end{array}\right)\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_011">
<label>(2.11)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}& ={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}{U_{i}}& {Z_{i}}& {T_{i}}& {R_{i}}\end{array}\right)^{\prime }}\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}{U_{i}}& {Z_{i}}& {T_{i}}& {R_{i}}\end{array}\right)\\ {} & ={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\mathbf{I}_{i}}={\sum \limits_{i=1}^{m}}{n_{i}}{\mathbf{I}_{i}},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> where the positive integer <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_085"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">≤</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$m(\le n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> represents the number of unique design point (sequence of treatments) of the design, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_086"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$m=n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> holds when there is only one subject assigned to each of the unique design points. <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_087"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{I}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the information matrix for the <italic>i</italic>th unique design point, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_088"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the number of subjects assigned to that design point or alternatively the “<italic>repetition</italic>” of a design point. Additionally, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_089"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i}}{n_{i}}=n$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. For the remaining of this paper, unless otherwise specified, the term “design point” refers to “unique design point” in an experimental design.</p>
<p>An optimal exact design is then to choose a collection of sequences so that it optimizes an objective function related to (<xref rid="j_nejsds41_eq_010">2.10</xref>). In this paper, we obtain optimal approximate design by a numerical algorithm and carefully round it to an exact design which is either efficient or optimal. However two issues regarding information matrix has to be settled prior to the implementation of the algorithm. First, the direct treatment is the target to estimate, and yet its information matrix is not additive with respect to design points. As a result, it does not fit for the prerequisite of the algorithm. On the other hand, although information matrix for full parameters is additive, its dimension is changing all the time because of the inclusion of subject effects <italic>ζ</italic> as well as the iterative nature of numerical algorithm. Optimizing on an information matrix of varying dimensions is problematic. Therefore, to fit the crossover design problem to our framework, we exclude the subject effect from (<xref rid="j_nejsds41_eq_010">2.10</xref>) through the Schur complement operation. Excluding them and the general mean (noticing that the unity vector <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_090"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="sans-serif">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathsf{1}_{np}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> belongs to the column space of <italic>U</italic>) and utilizing the Schur complement of a matrix, we reach to the information matrix of the marginal parameter vector <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_091"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={({\pi ^{\prime }},{\tau ^{\prime }},{\gamma ^{\prime }})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_012">
<label>(2.12)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">⊥</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>⊗</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{I}(\theta )& ={\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}Z& T& R\end{array}\right)^{\prime }}p{r^{\perp }}(U)\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}Z& T& R\end{array}\right)\\ {} & ={\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}Z& T& R\end{array}\right)^{\prime }}[{I_{np}}-\frac{1}{p}{I_{n}}\otimes {1_{p}}{1^{\prime }_{p}}]\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}Z& T& R\end{array}\right)\\ {} & ={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}{Z_{i}}& {T_{i}}& {R_{i}}\end{array}\right)^{\prime }}[{I_{p}}-\frac{1}{p}{1_{p}}{1^{\prime }_{p}}]\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}{Z_{i}}& {T_{i}}& {R_{i}}\end{array}\right)\\ {} & ={\sum \limits_{i=1}^{n}}{\mathbf{I}_{i}}={\sum \limits_{i=1}^{m}}{n_{i}}{\mathbf{I}_{i}}=n{\sum \limits_{i=1}^{m}}{w_{i}}{\mathbf{I}_{i}},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_092"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{i}}=n{w_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_093"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$i=1,2,\dots ,m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_094"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is called the “weight” associated to a design point. <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_095"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">⊥</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>·</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$p{r^{\perp }}(\cdot )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an orthogonal projection operator. Notice that <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_096"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\mathbf{I}_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the information matrix associated with the <italic>i</italic>th design point. For any matrix <italic>X</italic>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_097"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">⊥</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$p{r^{\perp }}(X)=I-X{({X^{\prime }}X)^{-1}}{X^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. With such derivation, the information matrix is linear in the design points with corresponding weights as linear coefficients.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_006">
<label>2.2.2</label>
<title>Crossover Model with Dropout</title>
<p>To account for the dropouts, following [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_003">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_009">9</xref>], define the dropout mechanism of a subject as <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_098"><alternatives><mml:math>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\ell =({\ell _{1}},\dots ,{\ell _{p}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_099"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\ell _{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the probability that the longest time of stay is <italic>i</italic>, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_100"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\textstyle\sum _{i=1}^{p}}{\ell _{i}}=1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and assume 
<list>
<list-item id="j_nejsds41_li_001">
<label>1.</label>
<p>Subject’s dropout is independent of the choice of design as well as the outcome of the design.</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_002">
<label>2.</label>
<p>Once a subject is dropped, the chance of returning is zero.</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_003">
<label>3.</label>
<p>Subject’s dropout mechanisms are i.i.d.</p>
</list-item>
</list> 
Given a realization of <italic>ℓ</italic>, the information matrix (<xref rid="j_nejsds41_eq_012">2.12</xref>) becomes 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_013">
<label>(2.13)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt 10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{I}(\theta ,\ell )=& {\sum \limits_{i=1}^{n}}{\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c@{\hskip10.0pt}c}{Z_{i}}& {T_{i}}& {R_{i}}\end{array}\right)^{\prime }}[{M_{i}}-\\ {} & {M_{i}}{1_{p}}{({1^{\prime }_{p}}{M_{i}}{1_{p}})^{-1}}{1^{\prime }_{p}}{M_{i}}]({Z_{i}},{T_{i}},{R_{i}})\\ {} =& {\sum \limits_{i=1}^{n}}{\mathbf{I}_{i}}(\ell )={\sum \limits_{i=1}^{m}}{n_{i}}{\mathbf{I}_{i}}(\ell )=n{\sum \limits_{i=1}^{m}}{w_{i}}{\mathbf{I}_{i}}(\ell ),\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_101"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${M_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is an indicator matrix depending on the dropout mechanism <italic>ℓ</italic>, 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_014">
<label>(2.14)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced separators="" open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="10.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{M_{i}}(\ell )& ={\left(\begin{array}{c@{\hskip10.0pt}c}{I_{({a_{i}}\times {a_{i}})}}& {O_{1}}\\ {} {O^{\prime }_{1}}& O\end{array}\right)_{p\times p}},\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<inline-formula id="j_nejsds41_ineq_102"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${I_{({a_{i}}\times {a_{i}})}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_103"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{i}}\times {a_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> identity matrix, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_104"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${a_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the longest period of stay for subject <italic>i</italic>, and <italic>O</italic> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_105"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${O_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are zero matrices with proper dimensions.</p>
<p>The information matrix is random due to the modeling of the dropout mechanism. The intuitively reasonable objective function, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_106"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$E{\Phi _{p}}({C_{\xi }}(g))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> (defined in (<xref rid="j_nejsds41_eq_004">2.4</xref>)), is not easy to deal with, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_107"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Phi _{p}}(E({C_{\xi }}(g)))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is chosen as a feasible replacement. Here the operator <italic>E</italic> means expectation with respect to the dropout mechanism. Suppose we obtain an optimal approximate design <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_108"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi ^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by minimizing <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_109"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Phi _{p}}(E({C_{\xi }}(g)))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and round it to exact design <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_110"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The efficiency of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_111"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> should be defined as <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_112"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$E{\Phi _{p}}({C_{{\xi _{opt}}}}(g))/E{\Phi _{p}}({C_{{\xi _{1}}}}(g))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_113"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{opt}}=\underset{\xi }{argmin}E{\Phi _{p}}({C_{\xi }}(g))$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. However, the efficiency is not accessible because <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_114"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{opt}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is unknown. Nevertheless, one is still able to obtain the lower bound. <statement id="j_nejsds41_stat_002"><label>Lemma 1</label>
<title>(Zheng (2013a)).</title>
<p><italic>For crossover designs under subject dropout, define the following approximate designs</italic> <disp-formula-group id="j_nejsds41_dg_002">
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_015">
<label>(2.15)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\xi _{opt}}& =\underset{\xi }{argmin}E{\Phi _{p}}({C_{\xi }}(g)),\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_016">
<label>(2.16)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{\xi ^{\ast }}& =\underset{\xi }{argmin}{\Phi _{p}}(E({C_{\xi }}(g))).\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</disp-formula-group> <italic>For an arbitrary design</italic> <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_115"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula><italic>,</italic> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_017">
<alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">≥</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \frac{E{\Phi _{p}}({C_{{\xi _{opt}}}}(g))}{E{\Phi _{p}}({C_{{\xi _{1}}}}(g))}\ge \frac{{\Phi _{p}}(E({C_{{\xi _{opt}}}}(g)))}{E{\Phi _{p}}({C_{{\xi _{1}}}}(g))}\ge \frac{{\Phi _{p}}(E({C_{{\xi ^{\ast }}}}(g)))}{E{\Phi _{p}}({C_{{\xi _{1}}}}(g))},\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>where the first ‘≥’ is due to the convexity of the function <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_116"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\Phi _{p}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and Jensen’s inequality, and the second ‘≥’ is because of (<xref rid="j_nejsds41_eq_015">2.15</xref>). Note that the problem in (<xref rid="j_nejsds41_eq_016">2.16</xref>) fits the framework of (<xref rid="j_nejsds41_eq_012">2.12</xref>) and hence could be solved by our algorithm. Therefore, the rightmost term, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_117"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{{\Phi _{p}}(E({C_{{\xi ^{\ast }}}}(g)))}{E{\Phi _{p}}({C_{{\xi _{1}}}}(g))}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, becomes evaluable for any given arbitrary design <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_118"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi _{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and dropout mechanism and will serve as the lower bound efficiency. Furthermore, [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_009">9</xref>] proposed to convert the results of (<xref rid="j_nejsds41_eq_016">2.16</xref>) to an exact design and gauge its performance by the lower bound of efficiency. We are using the same approach except that our algorithm to derive the exact design is much faster.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_007">
<label>2.2.3</label>
<title>Crossover Model with Proportional Carryover Effects</title>
<p>Another variant of the classical crossover design model is the proportional model. For the design <italic>d</italic> with <italic>p</italic> periods and <italic>t</italic> treatments, individual outcomes are modeled as 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_018">
<label>(2.17)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{y_{ij}}=\mu +{\zeta _{i}}+{\pi _{j}}& +{\tau _{d(i,j)}}+\lambda {\tau _{d(i,j-1)}}+{\epsilon _{ij}};\\ {} & i=1,\dots ,n;\hspace{1em}j=1,\dots ,p,\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where the notations are exactly the same as in (<xref rid="j_nejsds41_eq_008">2.8</xref>), except that the additional real-valued <italic>λ</italic>, which is the proportion that carryover effects accounting for direct effects. The proportional model can also be written in matrices, 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_019">
<label>(2.18)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="sans-serif">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">ζ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {Y_{d}}={\mathsf{1}_{np}}\mu +U\zeta +Z\pi +T\tau +\lambda R\tau +\epsilon ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <italic>ϵ</italic> is a vector of independent errors with mean <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_119"><alternatives><mml:math>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\mathbf{0}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and variance covariance matrix <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_120"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>⊗</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[${I_{n}}\otimes \Sigma $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, Σ is an <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_121"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$p\times p$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> positive definite matrix. Utilizing Schur complement operations, the information matrix for the parameter vector <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_122"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={({\pi ^{\prime }},{\tau ^{\prime }},\lambda )^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_020">
<label>(2.19)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{I}(\theta ,\lambda ,\tau )=& {\sum \limits_{i=1}^{n}}{({Z_{i}},{T_{i}}+\lambda {R_{i}},{R_{i}}\tau )^{\prime }}[{\Sigma ^{-1}}-\\ {} & {\Sigma ^{-1}}{1_{p}}{[{1^{\prime }_{p}}{\Sigma ^{-1}}{1_{p}}]^{-}}{1^{\prime }_{p}}{\Sigma ^{-1}}]({Z_{i}},{T_{i}}+\lambda {R_{i}},{R_{i}}\tau )\\ {} =& {\sum \limits_{i=1}^{n}}{\mathbf{I}_{i}}={\sum \limits_{i=1}^{m}}{n_{i}}{\mathbf{I}_{i}}=n{\sum \limits_{i=1}^{m}}{w_{i}}{\mathbf{I}_{i}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
Therefore, the design problem for the proportional model fits into the framework of (<xref rid="j_nejsds41_eq_012">2.12</xref>). Note that the proportional model is nonlinear due to the term <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_123"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda \tau $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and its information matrix depends on unknown parameters <italic>τ</italic> and <italic>λ</italic>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_008">
<label>2.3</label>
<title>Interference Model</title>
<p>The individual observations of the interference model with <italic>t</italic> treatments, <italic>n</italic> blocks of size <italic>k</italic> are written as 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_021">
<label>(2.20)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}{y_{ij}}=\mu +{\gamma _{i}}+{\tau _{d(i,j)}}& +{\lambda _{d(i,j-1)}}+{\rho _{d(i,j+1)}}+{\epsilon _{ij}}\\ {} & i=1,\dots ,n;\hspace{1em}j=1,\dots ,k,\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_124"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${y_{ij}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> denotes the response from <italic>j</italic>th plot of <italic>i</italic>th block, <italic>μ</italic> is general mean, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_125"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$d(i,j)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> stands for the treatment assignment of <italic>i</italic>th block and <italic>j</italic>th plot according to design <italic>d</italic>, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_126"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tau _{d(i,j)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_127"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lambda _{d(i,j-1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_128"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\rho _{d(i,j+1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are treatment effects from treatment itself, its left plot and right plot. By convention, we set <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_129"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[${\lambda _{d(i,0)}}={\rho _{d(i,p+1)}}=0$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Again, the responses can be gathered in a vector and modeled in terms of matrices, 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_022">
<label>(2.21)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">μ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {Y_{d}}={1_{nk}}\mu +U\gamma +{T_{d}}\tau +{L_{d}}\lambda +{R_{d}}\rho +\epsilon ,\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_130"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${Y_{d}}={({y_{11}},..,{y_{1k}},{y_{21}},\dots ,{y_{np}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_131"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">γ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\gamma ={({\gamma _{1}},\dots ,{\gamma _{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_132"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\tau ={({\tau _{1}},\dots ,{\tau _{t}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_133"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda ={({\lambda _{1}},\dots ,{\lambda _{t}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_134"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\rho ={({\rho _{1}},\dots ,{\rho _{t}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_135"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>⊗</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="sans-serif">1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$U={I_{n}}\otimes {\mathsf{1}_{k}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_136"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{d}}={({T^{\prime }_{1}},\dots ,{T^{\prime }_{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_137"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${L_{d}}={({L^{\prime }_{1}},\dots ,{L^{\prime }_{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_138"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${R_{d}}={({R^{\prime }_{1}},\dots ,{R^{\prime }_{n}})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Here <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_139"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${U_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>’s are incidence matrices for block, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_140"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${T_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_141"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${L_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_142"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${R_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> are <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_143"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$k\times t$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> plot-to-treatment incidence matrices for <italic>i</italic>th block that depends on the design <italic>d</italic>. The error vector <italic>ϵ</italic> is assumed to follow <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_144"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>⊗</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$N(0,{I_{n}}\otimes \Sigma )$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where Σ is an arbitrary positive definite matrix of order <italic>k</italic>. Let <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_145"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">τ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ρ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[$\theta ={({\tau ^{\prime }},{\lambda ^{\prime }},{\rho ^{\prime }})^{\prime }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> be the vector of parameters of interest. Note that block effects are excluded due to similar reasons to that of the subject effect for the crossover model. The information matrix for <italic>θ</italic>, after applying Schur complement, is 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_023">
<label>(2.22)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right left" columnspacing="0pt">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>−</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd"/>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Σ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">]</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mo>=</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="align-even">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[\begin{aligned}{}\mathbf{I}(\theta )=& {\sum \limits_{i=1}^{n}}{({T_{i}},{L_{i}},{R_{i}})^{\prime }}[{\Sigma ^{-1}}-\\ {} & {\Sigma ^{-1}}{1_{k}}{({1^{\prime }_{k}}{\Sigma ^{-1}}{1_{k}})^{-1}}{1^{\prime }_{k}}{\Sigma ^{-1}}]({T_{i}},{L_{i}},{R_{i}})\\ {} =& {\sum \limits_{i=1}^{n}}{\mathbf{I}_{i}}={\sum \limits_{i=1}^{m}}{n_{i}}{\mathbf{I}_{i}}=n{\sum \limits_{i=1}^{m}}{w_{i}}{\mathbf{I}_{i}}.\end{aligned}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p>
<p>At this point, we have fitted the design problem for the crossover model with dropout, the proportional model and the interference model into the framework of (<xref rid="j_nejsds41_eq_012">2.12</xref>), to which our algorithm would apply. In the next section, we shall introduce the algorithm and the developed R-package.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_009">
<label>3</label>
<title>The Algorithm and R-package</title>
<p>Numerical algorithms are powerful and convenient tools for finding optimal designs. [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_001">1</xref>] proposed an optimal weights exchange algorithm (OWEA) for nonlinear models. It updates the support points in the same way as Fedorov-Wynn algorithm and optimizes weights via the Newton’s method. This is the algorithm we are going to use. The procedures of OWEA’s implementation is briefly introduced as follows.</p>
<p><bold>Phase I: Finding optimal approximate designs</bold></p>
<p>Start with initial support <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_146"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{(1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> with <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_147"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">ν</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\nu +1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> randomly picked sequences and equal weights <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_148"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${w^{(1)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, at iteration <italic>t</italic>, 
<list>
<list-item id="j_nejsds41_li_004">
<label>1.</label>
<p>Input support <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_149"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_150"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${w^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and update weights using the Newton’s method. Note that support points with zero weights will be deleted in optimizing process.</p>
<p><bold><italic>Newton’s Method:</italic></bold></p>
<p><bold>Input:</bold> Start with the initial input by setting <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_151"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{1}^{(t)}}={S^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_152"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{1}^{(t)}}={w^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. After <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_153"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$j-1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> iterations, with the <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_154"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${S_{j}^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_155"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{j}^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, updating the weight by the following steps: 
<list>
<list-item id="j_nejsds41_li_005">
<label>(a)</label>
<p>update the weights by the equation <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_156"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{j+1}^{(t)}}={w_{j}^{(t)}}-\alpha {(\frac{{\partial ^{2}}\Phi }{\partial w\partial {w^{\prime }}})^{-1}}\frac{\partial \Phi }{\partial w}{|_{{w_{j}^{(t)}}}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_006">
<label>(b)</label>
<p>If <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_157"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${w_{j+1}^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> has negative component, go to step <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_158"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">c</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(c)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, otherwise proceed to step <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_159"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(d)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_007">
<label>(c)</label>
<p>Set <italic>α</italic> to <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_160"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha /2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and go back to step <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_161"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. If <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_162"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\alpha \lt {\epsilon _{\alpha }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, remove the point with smallest weight and go back to step <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_163"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(a)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_008">
<label>(d)</label>
<p>Check if <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_164"><alternatives><mml:math><mml:mstyle displaystyle="false">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>∂</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$\frac{\partial \Phi }{\partial w}{|_{{w_{j+1}^{(t)}}}}\lt {\epsilon _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if true, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_165"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{w}^{(t)}}={w_{j+1}^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the optimal weights otherwise go to next iteration.</p>
</list-item>
</list> 
<bold>Output:</bold> Support <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_166"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{S}^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and optimal weights <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_167"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{w}^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_168"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\tilde{S}^{(t)}}={S^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> if no points are removed.</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_009">
<label>2.</label>
<p>Derive <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_169"><alternatives><mml:math>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">g</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">a</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mspace width="5.0pt"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${s_{t}^{\ast }}=\underset{s\in \chi }{argmax}\hspace{5.0pt}{d_{r}}(s,{\xi ^{(t)}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_170"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi ^{(t)}}=\{({s_{i}},{w_{i}})|{s_{i}}\in {\tilde{S}^{(t)}},{w_{i}}\in {\tilde{w}^{(t)}},\displaystyle\sum \limits_{i}{w_{i}}=1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_010">
<label>3.</label>
<p>Check <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_171"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">&lt;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{r}}({s_{t}^{\ast }},{\xi ^{(t)}})\lt {\epsilon _{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, where <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_172"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\epsilon _{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is a pre-selected small positive value. If true, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_173"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi ^{(t)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> is the desired design. Otherwise, let <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_174"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">⋃</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${S^{(t+1)}}={\tilde{S}^{(t)}}\textstyle\bigcup \{{s_{t}^{\ast }}\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_175"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">˜</mml:mo></mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">⋃</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${w^{(t+1)}}={\tilde{w}^{(t)}}\textstyle\bigcup \{0\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and go to step 1.</p>
</list-item>
</list> 
<bold>Phase II: Rounding</bold></p>
<table-wrap id="j_nejsds41_tab_001">
<label>Table 1</label>
<caption>
<p>t = p = 4, n = 16, a = (0,0,1/2,1/2).</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Optimality</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to Gurobi)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (rounding)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Efficiency (Lower Bound)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_176"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_025">25</xref>])</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Time (sec)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Gurobi Time (sec)</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">A</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9994</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9917</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9366</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9844</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">2.18</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">20.84</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">D</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9979</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9757</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9519</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9538</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">2.63</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">20.84</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Suppose optimal design from Phase I is <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_177"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ξ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:mo largeop="true" movablelimits="false">∑</mml:mo></mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[${\xi ^{\ast }}=\{({s_{i}},{w_{i}^{\ast }})|{s_{i}}\in {S^{\ast }},{w_{i}}\in (0,1),{\displaystyle\sum \limits_{i}^{m}}{w_{i}}=1\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, for a given number of total runs, say <italic>N</italic>,</p>
<list>
<list-item id="j_nejsds41_li_011">
<label>1.</label>
<p>Compute <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_178"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[$N{w_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_179"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$i=1,\dots $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and round them to their nearest integers. This results in a tentative exact design <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_180"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">|</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo largeop="false" movablelimits="false">∑</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$d=\{({s_{i}},{n_{i}})|{s_{i}}\in {S^{\ast }},{\textstyle\sum _{i}^{m}}{n_{i}}=N\}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula></p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_012">
<label>2.</label>
<p>For every <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_181"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Ω</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${s_{j}}\in \Omega /{S^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>,</p>
<list>
<list-item id="j_nejsds41_li_013">
<label>(a)</label>
<p>For every unique <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_182"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">∈</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${s_{i}}\in {S^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, subtract <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_183"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${n_{i}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> by 1 and append <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_184"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${s_{j}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> to the design with repetition 1, this results in a new design, say <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_185"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${d^{(-i,j)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_014">
<label>(b)</label>
<p>Calculate two values <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_186"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$V1=\Phi (d)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_187"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Φ</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$V2=\Phi ({d^{(-i,j)}})$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, if <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_188"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">&gt;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">V</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$V1\gt V2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, keep <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_189"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">j</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${d^{(-i,j)}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> as the current tentative design, otherwise, keep the tentative design unchanged.</p>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_015">
<label>(c)</label>
<p>Repeat these two steps for <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_190"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mo>…</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">m</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$i=1,\dots ,m$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>;</p>
</list-item>
</list>
</list-item>
<list-item id="j_nejsds41_li_016">
<label>3.</label>
<p>After traversing all possible <italic>j</italic>’s, output the current design as efficient design <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_191"><alternatives><mml:math>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>∗</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${d^{\ast }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
<p>Note that tuning parameters <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_192"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\epsilon _{d}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_193"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\epsilon _{\alpha }}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_194"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${\epsilon _{0}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> may affect the time for convergence. In all examples tested in this paper, the combination of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_195"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\epsilon _{d}}={10^{-15}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_196"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\epsilon _{\alpha }}={10^{-6}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_197"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">ϵ</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup></mml:math><tex-math><![CDATA[${\epsilon _{0}}={10^{-10}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> work well and optimal or highly efficient designs can be found within a relatively short period of time. Besides, it is known that the Newton’s method is sensitive to the choice of initial points and sometimes has overshooting issue. However, based on our experience, efficient designs are always found.</p>
<p>We have developed an R Package called OWEA to apply the algorithm to the three models as mentioned in the earlier section, namely (<italic>i</italic>) crossover design accounting for subject dropouts; (<inline-formula id="j_nejsds41_ineq_198"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$ii$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) proportional model; (<inline-formula id="j_nejsds41_ineq_199"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">i</mml:mi></mml:math><tex-math><![CDATA[$iii$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>) interference model. It can be readily applicable to all these three optimal design problems. To implement it, a user only needs to input very basic information such as numbers of periods, treatments, and subject, and of course the dropout probability for the model in (<italic>i</italic>). The detailed implementation is available at <uri>https://cran.r-project.org/package=OWEA</uri>.</p>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_010">
<label>4</label>
<title>Examples</title>
<p>In this section, utilizing the information matrices derived in section <xref rid="j_nejsds41_s_002">2</xref> and the OWEA algorithm in Section <xref rid="j_nejsds41_s_009">3</xref>, exact designs are presented for three scenarios: crossover model with dropouts, crossover model with proportional carryover effects, and interference models. For convenience, we call the design obtained from OWEA algorithm the <italic>OWEA design</italic>, optimal design available from the literature the <italic>literature design</italic>. For example, the A- optimal design obtained from OWEA is “A-optimal OWEA design”. Moreover, for all the three scenarios, [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_009">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_013">13</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_025">25</xref>] developed linear equation systems as necessary and sufficient conditions for universally optimal designs and suggested searching for optimal designs using integer optimizer, like [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_026">26</xref>]. More specifically, the conditions are in the form of linear equations regarding the replication numbers of each treatment sequence. Since there is no guarantee of integer solutions, we transform the problem into a quadratic programming which minimizes the total square of loss for any equation that does not hold. In this section, we call designs derived such way as the <italic>Gurobi design</italic>.</p>
<p>Relative efficiency, shown as “Rel-Eff (to xx)”, is provided when the intention is to compare the OWEA designs to existing designs. In addition, the relative efficiency due to rounding from the approximate design to the exact design, shown as “Rel-Eff (rounding)”, is also presented.</p>
<p>All the algorithms and examples are programmed in R (R Core Team, 2022) [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_027">27</xref>] and are executed on an Apple Desktop with 8GB RAM. Computing times are recorded and provided.</p>
<sec id="j_nejsds41_s_011">
<label>4.1</label>
<title>Crossover with Subject Dropout</title><statement id="j_nejsds41_stat_003"><label>Example 1.</label>
<p><inline-formula id="j_nejsds41_ineq_200"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,p)=(4,4)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_201"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>16</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=16$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_202"><alternatives><mml:math>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\ell =(0,0,1/2,1/2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Exact designs and their performance under A- and D- optimality are summarized in Table <xref rid="j_nejsds41_tab_001">1</xref>. It is evident that there is only a tiny loss in efficiency when rounding from approximate design to exact design, though the lower bound efficiencies are only 0.9366 and 0.9519 for the A- and D- criteria. Compared to <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_203"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> from [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_009">9</xref>] which is proved to be highly efficient, the relative efficiency of the OWEA designs are 0.9844 and 0.9538 respectively. They are not very high but still satisfactory. The design obtained utilizing the integer programming from [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_009">9</xref>] is also available and it is almost identical to the OWEA designs in efficiency, but the OWEA framework only takes a small fraction of computing time. 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_024">
<label>(4.1)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ A-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 4& 4& 1& 1& 3& 4& 1& 2& 2& 4& 1& 2& 2& 3\\ {} 3& 4& 3& 3& 3& 4& 1& 1& 2& 4& 4& 2& 2& 1& 3& 1\\ {} 4& 2& 2& 2& 4& 3& 4& 3& 4& 1& 1& 1& 3& 3& 1& 2\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_025">
<label>(4.2)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ D-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 4& 4& 1& 1& 3& 4& 1& 2& 2& 4& 1& 2& 2& 3\\ {} 3& 4& 3& 3& 3& 4& 1& 1& 2& 4& 4& 2& 2& 1& 3& 1\\ {} 4& 2& 2& 2& 4& 3& 4& 3& 4& 1& 1& 1& 3& 3& 1& 2\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_026">
<label>(4.3)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ {d_{2}}=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4\\ {} 2& 2& 3& 4& 1& 3& 4& 4& 1& 1& 2& 4& 1& 2& 3& 3\\ {} 3& 3& 4& 2& 4& 1& 1& 3& 2& 4& 4& 1& 3& 1& 2& 2\\ {} 4& 4& 2& 2& 4& 1& 3& 3& 2& 2& 4& 1& 3& 3& 1& 1\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_027">
<label>(4.4)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mtext>Gurobi Design</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \text{Gurobi Design}=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4\\ {} 2& 2& 3& 4& 1& 3& 4& 4& 1& 2& 4& 4& 1& 2& 3& 3\\ {} 3& 3& 2& 2& 4& 1& 1& 3& 2& 4& 1& 2& 3& 1& 1& 2\\ {} 4& 4& 4& 2& 4& 4& 3& 3& 2& 4& 1& 1& 3& 3& 1& 1\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_nejsds41_stat_004"><label>Example 2.</label>
<p><inline-formula id="j_nejsds41_ineq_204"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,p)=(4,4)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_205"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>19</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=19$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_206"><alternatives><mml:math>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\ell =(0,0,1/2,1/2)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This is a case where <italic>n</italic> is not a multiple of either <italic>t</italic> or <italic>p</italic>, and the optimal designs in literature are not available. Exact OWEA designs and the Gurobi designs are summarized in Table <xref rid="j_nejsds41_tab_002">2</xref>. Still, the lower bound efficiency is around 0.95, but the efficiency loss due to rounding is less than 0.015. In addition, the OWEA designs outperform the Gurobi designs with improved efficiency of 1.0261 and 1.0785 under A- and D- optimal criteria but with only no more than 3% of computing time. 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_028">
<label>(4.5)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ A-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4& 4\\ {} 3& 3& 4& 4& 4& 1& 1& 3& 3& 4& 1& 2& 2& 4& 1& 1& 2& 2& 3\\ {} 2& 4& 3& 3& 3& 3& 4& 1& 4& 1& 2& 4& 4& 2& 2& 2& 1& 3& 1\\ {} 4& 2& 2& 2& 2& 4& 3& 4& 1& 3& 4& 1& 1& 1& 3& 3& 3& 1& 2\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_029">
<label>(4.6)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ D-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 3& 4& 4& 1& 1& 3& 3& 4& 1& 2& 2& 4& 4& 1& 1& 2& 3\\ {} 3& 2& 4& 3& 3& 3& 4& 1& 1& 1& 4& 4& 4& 2& 2& 2& 2& 1& 1\\ {} 4& 4& 2& 2& 2& 4& 3& 4& 4& 3& 2& 1& 1& 1& 1& 3& 3& 3& 2\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_030">
<label>(4.7)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mtext>Gurobi Design</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \text{Gurobi Design}=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 4& 4& 4& 1& 3& 3& 4& 4& 1& 2& 2& 4& 1& 1& 3& 2& 2\\ {} 4& 4& 2& 2& 3& 3& 1& 1& 1& 3& 2& 1& 4& 1& 2& 2& 2& 1& 1\\ {} 3& 4& 3& 3& 3& 4& 1& 4& 3& 3& 2& 4& 4& 1& 3& 3& 2& 3& 3\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<table-wrap id="j_nejsds41_tab_002">
<label>Table 2</label>
<caption>
<p>t = p = 4, n = 19, a = (0,0,1/2,1/2).</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Optimality</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to Gurobi)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (Rounding)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Efficiency (Lower Bound)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Time (sec)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Gurobi Time (sec)</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">A</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1.0261</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9944</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9489</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">2.28</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">100.41</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">D</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">1.0785</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9855</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9576</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">2.71</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">100.41</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<statement id="j_nejsds41_stat_005"><label>Example 3.</label>
<p><inline-formula id="j_nejsds41_ineq_207"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,p)=(4,4)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_208"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>250</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=250$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. This is a real world application based on [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_028">28</xref>]. The <italic>Best African American Response to Asthma Drugs (BARD) Trial</italic>, contained two four-treatment, four-period, four-sequence crossover trials, one involving 294 adolescents and adults, and the other one involving 280 children. For the purpose of illustration, we focus on the BARD trial for the children. The four treatment regimens were represented by letters Q, R, S, and T. A total of 280 participants were evenly randomized to one of the four sequences, QRST, RTQS, SQTR and TSRQ. The study design was uniform and balanced. Out of the 280 children: 30 dropped out before period 1, 16 dropped out after period 1, 17 dropped out after period 2, 19 dropped out after period 3, and the remaining 198 completed the study. Since the subjects who drop out before period 1 provides no information at all, for the illustration of our method, we shall study the optimal design of crossover design with <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_209"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>280</mml:mn>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mn>250</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$(280-30=)250$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> subjects, 4 periods, 4 treatments, and the adjusted dropout mechanism as <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_210"><alternatives><mml:math>
<mml:mi>ℓ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>17</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>19</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>198</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>250</mml:mn>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>0.064</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0.068</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0.076</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>0.792</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\ell =(16,17,19,198)/250=(0.064,0.068,0.076,0.792)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The resultant OWEA designs as well as their performances are available in Table <xref rid="j_nejsds41_tab_004">3</xref>.</p>
<p>
<table-wrap id="j_nejsds41_tab_003">
<table>
<thead>
<tr>
<td colspan="2" style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: solid thin; border-bottom: solid thin"><bold>A &amp; D optimal</bold></td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">Sequence</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">Repetition</td>
</tr>
</tbody><tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">QRST</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">9</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">QRTS</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">12</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">QSTR</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">15</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">QTRS</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">26</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">QTSR</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">RQTS</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">8</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">RSTQ</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">28</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">RTQS</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">5</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">RTSQ</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">22</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">SQRT</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">24</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">SRQT</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">29</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">STRQ</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">9</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">TQSR</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">30</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">TRQS</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">12</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">TSQR</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">16</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">TSRQ</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">4</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_nejsds41_tab_004">
<label>Table 3</label>
<caption>
<p>t = p = 4, n = 250, a = (0.064, 0.068, 0.076, 0.792).</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Optimality</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (rounding)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Efficiency (Lower Bound)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_028">28</xref>] with <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_211"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>250</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=250$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Time (sec)</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">A</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9999</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9977</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1.0023</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">2.24</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">D</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9999</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9916</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">1.0063</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">2.15</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_nejsds41_tab_005">
<label>Table 4</label>
<caption>
<p>t = p = 3, n = 36.</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Optimality</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to Gurobi)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_212"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{2}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_025">25</xref>])</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Time (sec)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Gurobi Time (sec)</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">A</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1.0390</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.01</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.06</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">D</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">1.0794</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">1</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.01</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.06</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_nejsds41_tab_006">
<label>Table 5</label>
<caption>
<p>t = 4, p = 3, n = 12.</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Optimality</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to Gurobi)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_213"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_029">29</xref>])</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Time (sec)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Gurobi Time (sec)</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">A</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1.009</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9980</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.17</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.03</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">D</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">1.027</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9997</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.22</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.03</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>
<table-wrap id="j_nejsds41_tab_007">
<label>Table 6</label>
<caption>
<p>t = k = 4, n = 10.</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Optimality</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to Gurobi)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (rounding)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Time (sec)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Gurobi Time (sec)</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">A</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9807</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9756</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">1.21</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">2.86</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">D</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9265</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9116</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">5.34</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">2.86</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</p>
<p>The OWEA exact design under A- and D- optimality happened to be exactly the same. Their relative efficiency due to rounding are almost 1, with lower bound efficiencies being all above 0.99. The relative efficiencies as compared to designs in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_028">28</xref>] are 1.0023 for A-criterion and 1.0063 for D-criterion. This means that the OWEA framework improves the design efficiency after incorporating the dropout mechanism. Finally, the computing time is around 2.20 seconds under both criteria.</p></statement>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_012">
<label>4.2</label>
<title>Crossover Model with Proportional Carryover Effects</title><statement id="j_nejsds41_stat_006"><label>Example 4.</label>
<p><inline-formula id="j_nejsds41_ineq_214"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,p)=(3,3)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_215"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>36</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=36$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. The proportional model is nonlinear. All OWEA designs in this paper are locally optimal. For this particular example, we assume all direct treatment effects to be 2 and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_216"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.2</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.2$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the covariance structure is taken to be the identity matrix. According to Table <xref rid="j_nejsds41_tab_005">4</xref>, the OWEA designs have identical efficiency under A- and D- optimal criteria compared to the optimal designs in the literature. In fact, the OWEA design is equivalent to the symmetric block <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_217"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:mn>123</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\langle 123\rangle $]]></tex-math></alternatives></inline-formula> defined in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_025">25</xref>] and it is shown to have unity efficiency for A- D- T- criteria and 0.9931 under E-optimality. Besides, the Gurobi design is also calculated, and comparably it is less efficient. Trivially, the difference between computing times is negligible as both algorithms take less than 0.1 seconds. 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_031">
<label>(4.8)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ A-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 2& 3\\ {} 2& 3& 1\\ {} 3& 1& 2\end{array}\times 12\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_032">
<label>(4.9)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
<mml:mo>×</mml:mo>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ D-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 2& 3\\ {} 2& 3& 1\\ {} 3& 1& 2\end{array}\times 12\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_033">
<label>(4.10)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mtext mathvariant="italic">Gurobi Design</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfenced separators="" open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \textit{Gurobi Design}=\left\{\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 2\\ {} 2& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 1& 1& 1& 1& 1& 1\\ {} 2& 3& 3& 3& 3& 3& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 1& 3& 3& 3& 3& 3\\ \\ {} 2& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 3\\ {} 3& 3& 3& 3& 3& 3& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 2\\ {} 1& 1& 1& 1& 1& 3& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 1& 1& 1& 1& 1& 2\end{array}\right.\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_nejsds41_stat_007"><label>Example 5.</label>
<p><inline-formula id="j_nejsds41_ineq_218"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,p)=(4,4)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_219"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>12</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=12$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Similarly, we assumed all direct treatment effects to be 1.732 and <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_220"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">λ</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$\lambda =0.1$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, and the covariance structure is taken to be the identity matrix. As shown in Table <xref rid="j_nejsds41_tab_006">5</xref>, the efficiency of the OWEA designs relative to the Gurobi designs is 1.009 and 1.027 under A- and D- optimal criteria. There are minor differences in computing time, but all the computing times are below 0.3 seconds. In addition, design 1 (shown as <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_221"><alternatives><mml:math>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub></mml:math><tex-math><![CDATA[${d_{1}}$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> in Table <xref rid="j_nejsds41_tab_006">5</xref>) in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_029">29</xref>] is a set of 3 mutually orthogonal Latin square, which is balanced and neighbor-balanced. Comparably, the OWEA design is almost identical in efficiency under A- and D- optimal criteria.
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_034">
<label>(4.11)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ A-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 3& 1& 3& 4& 2& 4& 4& 1& 1& 2\\ {} 4& 2& 4& 3& 4& 3& 1& 1& 1& 2& 2& 3\\ {} 3& 4& 2& 4& 1& 1& 4& 2& 2& 3& 3& 1\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_035">
<label>(4.12)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ D-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 4& 4& 4\\ {} 2& 2& 3& 3& 3& 4& 1& 4& 4& 1& 1& 2\\ {} 4& 4& 2& 1& 1& 3& 4& 1& 2& 2& 3& 3\\ {} 3& 3& 4& 4& 4& 1& 2& 2& 1& 3& 2& 1\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_036">
<label>(4.13)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mtext>Gurobi Design</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \text{Gurobi Design}=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 4& 1& 3& 4& 1& 2& 4& 1& 2& 2\\ {} 4& 2& 3& 3& 4& 3& 4& 1& 1& 2& 1& 3\\ {} 3& 4& 2& 4& 1& 1& 2& 4& 2& 3& 3& 1\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_013">
<label>4.3</label>
<title>Interference Model</title><statement id="j_nejsds41_stat_008"><label>Example 6.</label>
<p><inline-formula id="j_nejsds41_ineq_222"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,k)=(4,4)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_223"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=10$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. As it is shown in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_011">11</xref>], the optimal weights of universally optimal design are not integers, and hence the Gurobi designs proposed therein are used as benchmarks. As it is indicated in Table <xref rid="j_nejsds41_tab_007">6</xref>, the relative efficiency of A- and D- optimal designs are 0.9807 and 0.9265 compared to the Gurobi designs. Note that the relatively lower D- efficiency is the limitation of the OWEA framework, especially when <italic>n</italic> is small. There is no obvious winner in computing times, as OWEA framework is faster searching for A-optimal designs but slower in D-optimal designs compared to those using Gurobi. 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_037">
<label>(4.14)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ A-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 2& 2& 3& 3& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 4& 1& 2& 1& 3& 1& 2& 3\\ {} 4& 2& 3& 3& 3& 4& 4& 2& 1& 2\\ {} 4& 4& 3& 4& 1& 2& 1& 3& 1& 2\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_038">
<label>(4.15)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ D-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 2& 2& 3& 3& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 4& 2& 4& 2& 3& 2& 3& 4\\ {} 3& 4& 2& 4& 1& 1& 1& 3& 2& 1\\ {} 3& 4& 2& 3& 3& 1& 4& 1& 1& 2\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_039">
<label>(4.16)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mtext>Gurobi Design</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \text{Gurobi Design}=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 2& 2& 2& 3& 3& 4& 4& 4\\ {} 1& 2& 1& 2& 3& 1& 3& 1& 3& 4\\ {} 4& 4& 3& 4& 1& 4& 2& 3& 2& 2\\ {} 4& 3& 4& 1& 1& 2& 1& 3& 2& 3\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement><statement id="j_nejsds41_stat_009"><label>Example 7.</label>
<p><inline-formula id="j_nejsds41_ineq_224"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,k)=(4,5)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_225"><alternatives><mml:math>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>24</mml:mn></mml:math><tex-math><![CDATA[$n=24$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. Based on Theorem 6 (ii) of [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_013">13</xref>], the universally optimal design is a symmetric design comprising equal weights to sequences and their dual sequences, where the dual sequence has the same elements as its original sequence but in reversed order. The design referred as “Universal” in Table <xref rid="j_nejsds41_tab_008">7</xref> is a design consists of symmetric blocks <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_226"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:mn>11234</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\langle 11234\rangle $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_227"><alternatives><mml:math>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟨</mml:mo>
<mml:mn>12344</mml:mn>
<mml:mo fence="true" stretchy="false">⟩</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$\langle 12344\rangle $]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. From the summary in Table <xref rid="j_nejsds41_tab_008">7</xref>, the OWEA designs are as efficient as universally optimal designs from [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_013">13</xref>] and the Gurobi design, with the relative efficiency being 0.9970 and 0.9981 under A- and D- optimality. The computing times, in this case, are 14.17 and 7.89 seconds. Interestingly, integer programming for the Gurobi design only takes 0.20 seconds. This is because of the existence of universally optimal designs and solving for a linear equation systems is straightforward and fast utilizing integer programming. 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_040">
<label>(4.17)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">A</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ A-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4& 4\\ {} 1& 1& 1& 1& 3& 2& 2& 2& 2& 4& 4& 4& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 4& 1& 3& 4& 4& 4\\ {} 2& 3& 3& 3& 4& 4& 1& 3& 3& 1& 1& 3& 1& 1& 1& 2& 1& 1& 1& 3& 2& 2& 2& 3\\ {} 3& 4& 4& 4& 2& 3& 4& 4& 4& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 1& 2& 2& 2& 2& 1& 3& 3& 1\\ {} 4& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 1& 1& 3& 3& 1& 4& 4& 4& 4& 4& 4& 2& 2& 1& 1& 1& 2\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_041">
<label>(4.18)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi>
<mml:mo>−</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ D-opt=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4& 4& 4\\ {} 1& 1& 1& 3& 3& 3& 2& 2& 2& 4& 4& 4& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 1& 1& 1& 4& 4& 4\\ {} 4& 4& 4& 4& 4& 4& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 2\\ {} 3& 3& 3& 2& 2& 2& 4& 4& 4& 1& 1& 1& 4& 4& 4& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 1& 1& 1\\ {} 2& 2& 2& 2& 2& 2& 1& 1& 1& 1& 1& 1& 4& 4& 4& 4& 4& 4& 3& 3& 3& 3& 3& 3\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula> 
<disp-formula id="j_nejsds41_eq_042">
<label>(4.19)</label><alternatives><mml:math display="block">
<mml:mtable displaystyle="true" columnalign="right">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="align-odd">
<mml:mtext>Gurobi Design</mml:mtext>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtable columnspacing="2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt 2.0pt" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none none" equalcolumns="false" columnalign="center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center center">
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd class="array">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable></mml:math><tex-math><![CDATA[\[ \text{Gurobi Design}=\begin{array}{c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c@{\hskip2.0pt}c}1& 1& 1& 1& 1& 1& 2& 2& 2& 2& 2& 2& 3& 3& 3& 3& 3& 3& 4& 4& 4& 4& 4& 4\\ {} 1& 1& 1& 2& 2& 4& 2& 2& 2& 3& 3& 4& 1& 2& 3& 3& 3& 4& 1& 1& 3& 4& 4& 4\\ {} 2& 2& 3& 3& 4& 3& 3& 4& 4& 1& 4& 1& 4& 1& 1& 1& 4& 2& 2& 3& 2& 1& 2& 3\\ {} 3& 4& 4& 4& 3& 2& 1& 1& 3& 4& 1& 3& 2& 4& 2& 4& 2& 1& 3& 2& 1& 2& 1& 2\\ {} 4& 3& 2& 4& 3& 2& 4& 3& 1& 4& 1& 3& 2& 4& 4& 2& 1& 1& 3& 2& 1& 3& 3& 1\end{array}\]]]></tex-math></alternatives>
</disp-formula>
</p></statement>
<table-wrap id="j_nejsds41_tab_008">
<label>Table 7</label>
<caption>
<p>t = 4, k = 5, n = 24.</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Optimality</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to Universal)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Rel-Eff (to Gurobi)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Time (sec)</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-top: double; border-bottom: solid thin">Gurobi Time (sec)</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">A</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9970</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.9970</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">14.17</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center">0.20</td>
</tr>
<tr>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">D</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9981</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.9981</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">7.89</td>
<td style="vertical-align: top; text-align: center; border-bottom: solid thin">0.20</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
</sec>
<sec id="j_nejsds41_s_014">
<label>5</label>
<title>Discussion</title>
<p>In this paper, we provide an algorithm framework for optimal or efficient crossover designs, and later extend it to the interference model. Information matrices are derived in order to apply the optimal weight exchange algorithm. The OWEA exact designs in the numerical examples are shown to be efficient or identical to the optimal exact designs. The most noteworthy advantages of the OWEA algorithm are the generality and convenience. It works on a myriad of models, as long as the information matrix is linear with respect to the design point. Although the requirement on the information matrix is regarded as a limitation of the algorithm, in practice, it is typically met when using linear models or some non-linear model. From one model to another, the OWEA algorithm is applicable with only minor modifications to the information matrix. Within the same model, one only needs to adjust the values of case configurations, such as <italic>t</italic>, <italic>p</italic>, and <italic>n</italic> in those examples. Note that these configurations can be arbitrary, including the inclusion of a dropout mechanism. To facilitate the usage of our algorithm, we have prepared an R package and provided an online R Shiny app as a more user-friendly interface (<uri>https://cran.r-project.org/package=OWEA</uri>).</p>
<p>Although the theoretical result indicates optimal designs within a subclass of pseudo-symmetric designs are automatically global optimal, the OWEA algorithm does not guarantee symmetry in its output. However, based on our experience, OWEA exact designs are close to symmetric optimal designs and always have relatively high efficiency or satisfactory lower bound. In addition, we also observed the limitation of the framework when <italic>n</italic> is a small integer, where the efficiency is not very high. In our opinion, one of the reasons is that approximate optimal design usually consists of many distinct sequences with small weights, and rounding them into a small <italic>n</italic> exact design would result in losing many sequences that significantly contributes to the information matrix. Furthermore, the OWEA algorithm offers flexibility in the choice of parameter vectors. Note that all the designs in this paper focus on direct treatment effects. In other cases, for example, [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_025">25</xref>] derived corresponding results for estimating <italic>λ</italic> in the proportional model, whereas using OWEA algorithm, one only needs to change the function <italic>g</italic>.</p>
<p>Speed is also an important aspect of numerical algorithms. In the numerical examples, the OWEA algorithm only takes a reasonable amount of time to complete the tasks. However, there is still space for improvement. The current search spaces that we implemented in the numerical examples comprise almost all possible sequences or blocks. According to theory of Kushner’s approximate design theory, for example, [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_011">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_013">13</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_025">25</xref>], one can narrow the search space down to a much smaller one depending on combinations of <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_228"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">p</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,p,n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="j_nejsds41_ineq_229"><alternatives><mml:math>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">k</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal">,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">n</mml:mi>
<mml:mo mathvariant="normal" fence="true" stretchy="false">)</mml:mo></mml:math><tex-math><![CDATA[$(t,k,n)$]]></tex-math></alternatives></inline-formula>. However, there is a trade-off between convenience and computing time. Another possible improvement lies in the Newton’s method. In some of the cases, we do encounter overshooting problems, but the resultant design after reaching maximum iterations is still highly efficient. If this issue could be resolved, the computing time would be faster than the reported time.</p>
<p>Finally, although we compared examples and algorithms in [<xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_009">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_013">13</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="j_nejsds41_ref_025">25</xref>], one has to point out those papers are aiming at developing powerful theoretical tools while this paper is prone to be more practical oriented. Often, practitioners even statisticians cannot easily understand and use good theoretical results in design studies. This inability to use results greatly hinders the application of excellent theoretical work. The developed R package R Shiny app not only offers a user-friendly interface but also generates optimal and efficient designs that are not available in existing publications. Deriving such designs theoretically is often challenging or impossible, but our user-friendly package simplifies the process. This development is essential for making theoretical results more accessible to practitioners, and it will undoubtedly contribute to the continued advancement of this important field.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack id="j_nejsds41_ack_001">
<title>Acknowledgments</title>
<p>We would like to extend our sincere appreciation to the editors for their dedicated efforts in reviewing our research paper. Their insightful comments and suggestions have undoubtedly contributed to the overall improvement of the manuscript.</p></ack>
<ref-list id="j_nejsds41_reflist_001">
<title>References</title>
<ref id="j_nejsds41_ref_001">
<label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Yang</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Biedermann</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Tang</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name> (<year>2013</year>). <article-title>On optimal designs for nonlinear models: a general and efficient algorithm</article-title>. <source>Journal of the American Statistical Association</source> <volume>108</volume>(<issue>504</issue>) <fpage>1411</fpage>–<lpage>1420</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/01621459.2013.806268" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/01621459.2013.806268</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3174717">MR3174717</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_002">
<label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Yang</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Stufken</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name> (<year>2008</year>). <article-title>Optimal and efficient crossover designs for comparing test treatments to a control treatment under various models</article-title>. <source>Journal of Statistical Planning and Inference</source> <volume>138</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>278</fpage>–<lpage>285</lpage>. arXiv:<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/0505641">0505641</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jspi.2007.05.005" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.jspi.2007.05.005</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2369633">MR2369633</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_003">
<label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Low</surname>, <given-names>B. Y. J. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lewis</surname>, <given-names>S. M.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Prescott</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name> (<year>1999</year>). <article-title>Assessing robustness of crossover designs to subjects dropping out</article-title>. <source>Statistics and Computing</source> <volume>9</volume>(<issue>3</issue>) <fpage>219</fpage>–<lpage>227</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1023/A:1008974031782" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1023/A:1008974031782</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_004">
<label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Matthews</surname>, <given-names>J. N. S.</given-names></string-name> (<year>1988</year>). <article-title>Recent developments in crossover designs</article-title>. <source>International Statistical Review / Revue Internationale de Statistique</source> <volume>56</volume>(<issue>2</issue>) <fpage>117</fpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.2307/1403636" xlink:type="simple">https://doi.org/10.2307/1403636</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0963525">MR0963525</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_005">
<label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Godolphin</surname>, <given-names>J. D.</given-names></string-name> (<year>2004</year>). <article-title>Simple pilot procedures for the avoidance of disconnected experimental designs</article-title>. <source>Journal of the Royal Statistical Society. Series C: Applied Statistics</source> <volume>53</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>133</fpage>–<lpage>147</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1046/j.0035-9254.2003.05054.x" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1046/j.0035-9254.2003.05054.x</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2043764">MR2043764</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_006">
<label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Majumdar</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dean</surname>, <given-names>A. M.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Lewis</surname>, <given-names>S. M.</given-names></string-name> (<year>2008</year>). <article-title>Uniformly balanced repeated measurements designs in the presence of subject dropout</article-title>. <source>Statistica Sinica</source> <volume>18</volume> <fpage>235</fpage>–<lpage>253</lpage>. arXiv:<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/0710.0685">0710.0685</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2384987">MR2384987</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_007">
<label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Bose</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Bagchi</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> (<year>2008</year>). <article-title>Optimal crossover designs under premature stopping</article-title>. <source>Utilitas Mathematica</source> <volume>75</volume> <fpage>273</fpage>–<lpage>285</lpage>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2392763">MR2392763</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_008">
<label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Majumdar</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name> (<year>2012</year>). <article-title>On uniformly balanced crossover designs efficient under subject dropout</article-title>. <source>Journal of Statistical Theory and Practice</source> <volume>6</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>178</fpage>–<lpage>189</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/15598608.2012.647579" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/15598608.2012.647579</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3196538">MR3196538</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_009">
<label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Zheng</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name> (<year>2013</year>). <article-title>Universally optimal crossover designs under subject dropout</article-title>. <source>The Annals of Statistics</source> <volume>41</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>63</fpage>–<lpage>90</lpage>. arXiv:<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/1303.2800v1">1303.2800v1</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/12-AOS1074" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/12-AOS1074</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_010">
<label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kushner</surname>, <given-names>H. B.</given-names></string-name> (<year>1997</year>). <article-title>Optimal repeated measurements designs: the linear optimality equations</article-title>. <source>The Annals of Statistics</source> <volume>25</volume>(<issue>6</issue>) <fpage>2328</fpage>–<lpage>2344</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aos/1030741075" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aos/1030741075</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1604457">MR1604457</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_011">
<label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kunert</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Martin</surname>, <given-names>R. J.</given-names></string-name> (<year>2000</year>). <article-title>On the determination of optimal designs for an interference model</article-title>. <source>The Annals of Statistics</source> <volume>28</volume>(<issue>6</issue>) <fpage>1728</fpage>–<lpage>1742</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aos/1015957478" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aos/1015957478</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1835039">MR1835039</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_012">
<label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kunert</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Mersmann</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name> (<year>2011</year>). <article-title>Optimal designs for an interference model</article-title>. <source>Journal of Statistical Planning and Inference</source> <volume>141</volume>(<issue>4</issue>) <fpage>1623</fpage>–<lpage>1632</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jspi.2010.11.020" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.jspi.2010.11.020</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2747931">MR2747931</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_013">
<label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Zheng</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name> (<year>2015</year>). <article-title>Universally optimal designs for two interference models</article-title>. <source>Ann. Statist.</source> <volume>43</volume>(<issue>2</issue>) <fpage>501</fpage>–<lpage>518</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/14-AOS1287" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/14-AOS1287</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_014">
<label>[14]</label><mixed-citation publication-type="book"> <string-name><surname>Fedorov</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name> (<year>1972</year>) <source>Theory of Optimal Experiments Designs</source>. <publisher-name>New York: Academic Press</publisher-name>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0403103">MR0403103</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_015">
<label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Wynn</surname>, <given-names>H. P.</given-names></string-name> (<year>1970</year>). <article-title>The sequential generation of D-optimum experimental designs</article-title>. <source>The Annals of Mathematical Statistics</source> <volume>41</volume>(<issue>5</issue>) <fpage>1655</fpage>–<lpage>1664</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aoms/1177696809" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aoms/1177696809</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_016">
<label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Silvey</surname>, <given-names>S. D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Titterington</surname>, <given-names>D. H.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Torsney</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> (<year>1978</year>). <article-title>An algorithm for optimal designs on a design space</article-title>. <source>Communications in Statistics – Theory and Methods</source> <volume>7</volume>(<issue>14</issue>) <fpage>1379</fpage>–<lpage>1389</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1080/03610927808827719" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1080/03610927808827719</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_017">
<label>[17]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Torsney</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> Algorithms for a constrained optimization problem with applications in statistics and optimum design (1981). PhD thesis, University of Glasgow.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_018">
<label>[18]</label><mixed-citation publication-type="chapter"> <string-name><surname>Hettich</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name> (<year>1983</year>). <chapter-title>A review of numerical methods for semi-infinite optimization</chapter-title>. In <source>Semi-Infinite Programming and Applications</source> (<string-name><given-names>A. V.</given-names> <surname>Fiacco</surname></string-name> and <string-name><given-names>K. O.</given-names> <surname>Kortanek</surname></string-name>, eds.) <fpage>158</fpage>–<lpage>178</lpage>. <publisher-name>Springer Berlin Heidelberg</publisher-name>, <publisher-loc>Berlin, Heidelberg</publisher-loc>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_019">
<label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Böhning</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name> (<year>1986</year>). <article-title>A vertex-exchange-method in D-optimal design theory</article-title>. <source>Metrika</source> <volume>33</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>337</fpage>–<lpage>347</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1007/BF01894766" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1007/BF01894766</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0868043">MR0868043</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_020">
<label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Harman</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Pronzato</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name> (<year>2007</year>). <article-title>Improvements on removing nonoptimal support points in D-optimum design algorithms</article-title>. <source>Statistics and Probability Letters</source> <volume>77</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>90</fpage>–<lpage>94</lpage>. arXiv:<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/0706.4394">0706.4394</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.spl.2006.05.014" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.spl.2006.05.014</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2339022">MR2339022</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_021">
<label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Torsney</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Martín-Martín</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name> (<year>2009</year>). <article-title>Multiplicative algorithms for computing optimum designs</article-title>. <source>Journal of Statistical Planning and Inference</source> <volume>139</volume>(<issue>12</issue>) <fpage>3947</fpage>–<lpage>3961</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jspi.2009.05.007" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.jspi.2009.05.007</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2558341">MR2558341</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_022">
<label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Martín-Martín</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rodríguez-Aragón</surname>, <given-names>L. J.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Torsney</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> (<year>2012</year>). <article-title>Multiplicative algorithm for computing D-optimum designs for pVT measurements</article-title>. <source>Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems</source> <volume>111</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>20</fpage>–<lpage>27</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2011.10.014" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2011.10.014</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=2558341">MR2558341</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_023">
<label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Yu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name> (<year>2010</year>). <article-title>Monotonic convergence of a general algorithm for computing optimal designs</article-title>. <source>The Annals of Statistics</source> <volume>38</volume>(<issue>3</issue>) <fpage>1593</fpage>–<lpage>1606</lpage>. arXiv:<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://arxiv.org/abs/0905.2646">0905.2646</ext-link>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/09-AOS761" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/09-AOS761</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_024">
<label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kiefer</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name> (<year>1974</year>). <article-title>General equivalence theory for optimum designs (approximate theory)</article-title>. <source>The Annals of Statistics</source> <volume>2</volume>(<issue>5</issue>) <fpage>849</fpage>–<lpage>879</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/aos/1176342810" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/aos/1176342810</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=0356386">MR0356386</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_025">
<label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Zheng</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name> (<year>2013</year>). <article-title>Optimal crossover designs for the proportional model</article-title>. <source>The Annals of Statistics</source> <volume>41</volume>(<issue>4</issue>) <fpage>2218</fpage>–<lpage>2235</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1214/13-AOS1148" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1214/13-AOS1148</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=3127864">MR3127864</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_026">
<label>[26]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>Gurobi Optimization, LLC</surname></string-name> (2022). <italic>Gurobi Optimizer Reference Manual</italic>. <uri>https://www.gurobi.com</uri>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_027">
<label>[27]</label><mixed-citation publication-type="other"> <string-name><surname>R Core Team</surname></string-name> (2022). R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. <uri>https://www.R-project.org/</uri>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_028">
<label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name> and <string-name><surname>Chinchilli</surname>, <given-names>V. M.</given-names></string-name> (<year>2021</year>). <article-title>Analysis of crossover designs with nonignorable dropout</article-title>. <source>Statistics in Medicine</source> <volume>40</volume>(<issue>1</issue>) <fpage>64</fpage>–<lpage>84</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1002/sim.8762" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1002/sim.8762</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4194572">MR4194572</ext-link></mixed-citation>
</ref>
<ref id="j_nejsds41_ref_029">
<label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"> <string-name><surname>Kempton</surname>, <given-names>R. A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ferris</surname>, <given-names>S. J.</given-names></string-name> and <string-name><surname>David</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name> (<year>2001</year>). <article-title>Optimal change-over designs when carry-over effects are proportional to direct effects of treatments</article-title>. <source>Biometrika</source> <volume>88</volume>(<issue>2</issue>) <fpage>391</fpage>–<lpage>399</lpage>. <ext-link ext-link-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.1093/biomet/88.2.391" xlink:type="simple">https://doi.org/10.1093/biomet/88.2.391</ext-link>. <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=1844839">MR1844839</ext-link></mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
