3.2。相关矩阵的概念
在我们的分析中,能力是指合法的接收者接收到的传输路径不考虑窃听者,和收到的保密能力指的是路径窃听者的考虑。和这些路径受到合法的接收者和窃听者都可以被称为“共享路径”,这是安全能力的减少的主要原因。我们定义信道矩阵生成的共享路径的相关矩阵。
我们可以假设一个矩形天线阵的情况(
23];的<我nl我ne- - - - - -formula>
k米米l:mi>
th用户<我nl我ne- - - - - -formula>
一个米米l:mi>
k米米l:mi>
不同方位角的到来(aoa)和海拔的到来(地址结束)。的<我nl我ne- - - - - -formula>
我米米l:mi>
th (AoA)和方位的到来<我nl我ne- - - - - -formula>
我米米l:mi>
海拔的到来(地址结束)<我nl我ne- - - - - -formula>
k米米l:mi>
用户编写<我nl我ne- - - - - -formula>
θ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
和<我nl我ne- - - - - -formula>
ϕ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
,分别。然后列转向向量<我nl我ne- - - - - -formula>
R米米l:mi>
k米米l:mi>
=米米l:mo>
(米米l:mo>
r米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
r米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
r米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
一个米米l:mi>
k米米l:mi>
]米米l:mo>
是所描述的
(14)米米l:mtext>
r米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
=米米l:mo>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
k米米l:mi>
×米米l:mo>
vec米米l:mi>
米米l:mo>
一个米米l:mi>
θ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
⊗米米l:mo>
一个米米l:mi>
ϕ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
T米米l:mi>
=米米l:mo>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
k米米l:mi>
×米米l:mo>
vec米米l:mi>
米米l:mo>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
θ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
2米米l:mn>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
θ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
N米米l:mi>
- - - - - -米米l:mo>
1米米l:mn>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
θ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
⊗米米l:mo>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
ϕ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
2米米l:mn>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
ϕ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
N米米l:mi>
- - - - - -米米l:mo>
1米米l:mn>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
ϕ米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
⊗米米l:mo>
克罗内克积矩阵和吗<我nl我ne- - - - - -formula>
vec米米l:mi>
米米l:mo>
·米米l:mo>
代表向量化矩阵函数。
如图
3,发射机<我nl我ne- - - - - -formula>
N米米l:mi>
传输天线在此系统中,接收机<我nl我ne- - - - - -formula>
米米米l:mi>
接收天线,<我nl我ne- - - - - -formula>
米米米l:mi>
<米米l:mo>
N米米l:mi>
。我们假设<我nl我ne- - - - - -formula>
K米米l:mi>
合法的接收者,<我nl我ne- - - - - -formula>
J米米l:mi>
窃听者,<我nl我ne- - - - - -formula>
米米米l:mi>
=米米l:mo>
K米米l:mi>
+米米l:mo>
J米米l:mi>
。
(15)米米l:mtext>
G米米l:mi>
米米米l:mi>
×米米l:mo>
N米米l:mi>
=米米l:mo>
h米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
h米米l:mi>
K米米l:mi>
,米米l:mo>
g米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
g米米l:mi>
2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
g米米l:mi>
J米米l:mi>
T米米l:mi>
,米米l:mo>
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
G米米l:mi>
米米米l:mi>
×米米l:mo>
N米米l:mi>
代表系统的信道矩阵,<我nl我ne- - - - - -formula>
h米米l:mi>
k米米l:mi>
(米米l:mo>
k米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
K米米l:mi>
)米米l:mo>
是<我nl我ne- - - - - -formula>
k米米l:mi>
th合法的接收者<我nl我ne- - - - - -formula>
g米米l:mi>
j米米l:mi>
(米米l:mo>
j米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
J米米l:mi>
)米米l:mo>
是<我nl我ne- - - - - -formula>
j米米l:mi>
偷听者。
(16)米米l:mtext>
h米米l:mi>
k米米l:mi>
=米米l:mo>
h米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
1米米l:mn>
+米米l:mo>
h米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
2米米l:mn>
+米米l:mo>
⋯米米l:mo>
+米米l:mo>
h米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
T米米l:mi>
,米米l:mo>
除此之外,<我nl我ne- - - - - -formula>
h米米l:mi>
k米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
(米米l:mo>
我米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
)米米l:mo>
代表了通道的向量<我nl我ne- - - - - -formula>
我米米l:mi>
th射线的<我nl我ne- - - - - -formula>
k米米l:mi>
th合法的接收者<我nl我ne- - - - - -formula>
g米米l:mi>
j米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
(米米l:mo>
我米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
)米米l:mo>
代表了通道的向量<我nl我ne- - - - - -formula>
我米米l:mi>
th射线的<我nl我ne- - - - - -formula>
j米米l:mi>
偷听者。
(17)米米l:mtext>
g米米l:mi>
j米米l:mi>
=米米l:mo>
g米米l:mi>
j米米l:mi>
,米米l:mo>
1米米l:mn>
+米米l:mo>
g米米l:mi>
j米米l:mi>
,米米l:mo>
2米米l:mn>
+米米l:mo>
⋯米米l:mo>
+米米l:mo>
g米米l:mi>
j米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
T米米l:mi>
。米米l:mo>
我们可以定义如下:<我nl我ne- - - - - -formula>
h米米l:mi>
,<我nl我ne- - - - - -formula>
g米米l:mi>
,<我nl我ne- - - - - -formula>
f米米l:mi>
=米米l:mo>
h米米l:mi>
∩米米l:mo>
g米米l:mi>
表示一组合法的接收机信道矩阵,一组窃听信道矩阵,分别和一组关联矩阵。新的合法的接收机信道向量的集合和新偷听者信道向量如下:
(18)米米l:mtext>
h米米l:mi>
ˇ米米l:mo>
=米米l:mo>
总和米米l:mtext>
h米米l:mi>
- - - - - -米米l:mo>
f米米l:mi>
,米米l:mo>
g米米l:mi>
ˇ米米l:mo>
=米米l:mo>
总和米米l:mtext>
g米米l:mi>
- - - - - -米米l:mo>
f米米l:mi>
。米米l:mo>
相关矩阵
(19)米米l:mtext>
G米米l:mi>
f米米l:mi>
=米米l:mo>
H米米l:mi>
f米米l:mi>
D米米l:mi>
f米米l:mi>
,米米l:mo>
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
G米米l:mi>
f米米l:mi>
=米米l:mo>
(米米l:mo>
f米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
f米米l:mi>
2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
f米米l:mi>
l米米l:mi>
]米米l:mo>
与<我nl我ne- - - - - -formula>
f米米l:mi>
l米米l:mi>
(米米l:mo>
l米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
)米米l:mo>
的相关向量<我nl我ne- - - - - -formula>
l米米l:mi>
th共享路径,<我nl我ne- - - - - -formula>
H米米l:mi>
f米米l:mi>
=米米l:mo>
(米米l:mo>
h米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
h米米l:mi>
l米米l:mi>
]米米l:mo>
快衰落矩阵,<我nl我ne- - - - - -formula>
D米米l:mi>
f米米l:mi>
=米米l:mo>
d米米l:mi>
我米米l:mi>
一个米米l:mi>
g米米l:mi>
{米米l:mo>
β米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
β米米l:mi>
2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
β米米l:mi>
l米米l:mi>
}米米l:mo>
是大规模传播矩阵。
向量的相关性
(20)米米l:mtext>
h米米l:mi>
l米米l:mi>
=米米l:mo>
R米米l:mi>
l米米l:mi>
v米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
R米米l:mi>
l米米l:mi>
∈米米l:mo>
C米米l:mi>
N米米l:mi>
×米米l:mo>
D米米l:mi>
l米米l:mi>
包含<我nl我ne- - - - - -formula>
D米米l:mi>
l米米l:mi>
转向与不同的aoa的向量<我nl我ne- - - - - -formula>
l米米l:mi>
th用户和<我nl我ne- - - - - -formula>
v米米l:mi>
l米米l:mi>
表示高斯随机因素。
当假设矩形天线阵在BS,指导矩阵<我nl我ne- - - - - -formula>
R米米l:mi>
l米米l:mi>
可以写成
(21)米米l:mtext>
R米米l:mi>
l米米l:mi>
=米米l:mo>
1米米l:mn>
D米米l:mi>
l米米l:mi>
×米米l:mo>
vec米米l:mi>
米米l:mo>
一个米米l:mi>
θ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
⊗米米l:mo>
一个米米l:mi>
ϕ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
T米米l:mi>
,米米l:mo>
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
θ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
是<我nl我ne- - - - - -formula>
我米米l:mi>
th AoA的<我nl我ne- - - - - -formula>
l米米l:mi>
用户和转向向量<我nl我ne- - - - - -formula>
一个米米l:mi>
(米米l:mo>
θ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
)米米l:mo>
给药
(22)米米l:mtext>
一个米米l:mi>
θ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
=米米l:mo>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
θ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
2米米l:mn>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
θ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
N米米l:mi>
- - - - - -米米l:mo>
1米米l:mn>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
θ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
,米米l:mo>
和<我nl我ne- - - - - -formula>
ϕ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
是<我nl我ne- - - - - -formula>
我米米l:mi>
th地址结束的<我nl我ne- - - - - -formula>
l米米l:mi>
用户和转向向量<我nl我ne- - - - - -formula>
一个米米l:mi>
(米米l:mo>
ϕ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
)米米l:mo>
给药
(23)米米l:mtext>
一个米米l:mi>
ϕ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
=米米l:mo>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
ϕ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
2米米l:mn>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
ϕ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
e米米l:mi>
j米米l:mi>
2米米l:mn>
π米米l:mi>
d米米l:mi>
/米米l:mo>
λ米米l:mi>
N米米l:mi>
- - - - - -米米l:mo>
1米米l:mn>
罪米米l:mi>
米米l:mo>
ϕ米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
我米米l:mi>
,米米l:mo>
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
d米米l:mi>
相邻天线和之间的距离吗<我nl我ne- - - - - -formula>
λ米米l:mi>
是载波波长。
新的信道矩阵
(24)米米l:mtext>
G米米l:mi>
′米米l:mi>
米米米l:mi>
×米米l:mo>
N米米l:mi>
=米米l:mo>
h米米l:mi>
′米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
h米米l:mi>
′米米l:mi>
K米米l:mi>
,米米l:mo>
f米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
f米米l:mi>
l米米l:mi>
,米米l:mo>
g米米l:mi>
′米米l:mi>
1米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
g米米l:mi>
′米米l:mi>
J米米l:mi>
T米米l:mi>
,米米l:mo>
在哪里<我nl我ne- - - - - -formula>
h米米l:mi>
′米米l:mi>
k米米l:mi>
(米米l:mo>
k米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
K米米l:mi>
)米米l:mo>
,<我nl我ne- - - - - -formula>
f米米l:mi>
l米米l:mi>
(米米l:mo>
l米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
l米米l:mi>
)米米l:mo>
,<我nl我ne- - - - - -formula>
g米米l:mi>
′米米l:mi>
j米米l:mi>
(米米l:mo>
j米米l:mi>
=米米l:mo>
1、2米米l:mn>
,米米l:mo>
…米米l:mo>
,米米l:mo>
J米米l:mi>
)米米l:mo>
代表的新信道矢量<我nl我ne- - - - - -formula>
k米米l:mi>
合法的接收者,向量的相关性<我nl我ne- - - - - -formula>
l米米l:mi>
th共享路径和新通道的向量<我nl我ne- - - - - -formula>
j米米l:mi>
偷听者。