[发明专利]一种全维度天线异构网微基站部署方法

摘要

本发明公开了配置全维度天线异构网基于物理层安全性能的微基站部署方法。该方法首次考虑了全维度天线垂直维度波束成形方法下，物理层安全性能指标的影响因素；并根据影响因素，推导了微基站用户的安全连接概率，最终得到微基站的部署密度。

主权项

全维度天线异构网络微基站部署方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A，计算宏基站的分布密度λm，并建模为泊松点过程分布；步骤B，计算宏基站和微基站的波束成形矩阵；步骤C，估计窃听者的分布密度λe，并建模为泊松点过程分布；步骤D，计算微基站合法用户的物理层安全最大互信息；步骤E，计算微基站合法用户的物理层安全连接概率，并确定微基站分布密度与宏基站分布密度比，最终确定微基站分布。其中，步骤A具体包括：A1，异构网规划范围内，统计宏基站的数目，并根据异构网覆盖的面积，计算宏基站的分布密度λm；A2，根据宏基站的分布密度λm，构建宏基站的分布函数，其符合独立泊松点分布。其中，步骤B具体包括：B1，将全维度天线的三维信道分解为其中RV,k和RH,k分别为垂直维度信道和水平维度信道相关矩阵；B2，对相关矩阵RV,k和RH,k进行分解，得到其中和对角元素由奇异值组成，UH,k和UV,k是酉矩阵；B3，当M＞＞1,N＞＞1，则采用离散傅里叶变换均值近似，则分解为和其中和B4，计算最优波束成形矩阵为其中，步骤C具体包括：C1，根据历史时间数据，估计异构网的窃听者的分布密度λe；C2，根据窃听者的分布密度λe，构建宏基站的分布函数，其符合独立泊松点分布。其中，步骤D具体包括：D1，计算合法用户的最大互信息Rm=log2(1+ρ′l-α|h1w1|2Σi=2Kρ′d-α|hiwi|2+Σm∈ΦmρD-α|hmwm|2);]]>D2，计算窃听用户能够接收到的传输信息为Re=log2(1+ρ′G-α|hew1|2Σm∈ΦmρD-α|hmwm|2+Σi=2Kρ′d-α|hiwi|2);]]>D3，计算物理层安全最大互信息Rs=log2(1+ρ′l-α|h1w1|2Σi=2Kρ′d-α|hiwi|2+Σm∈ΦmρD-α|hmwm|2)-log2(1+ρ′G-α|hew1|2Σm∈ΦmρD-α|hmwm|2+Σi=2Kρ′d-α|hiwi|2).]]>其中，步骤E具体包括：E1，定义用户物理层安全连接概率，其为Pr(Rs＞δ)＝Ρ{Rm‑Re＞δ}，其中安全传输速率门限值为δ(δ≥0)；E2，计算Re的均值，其计算方法为其中α为信道衰减系数；E3，计算Ρr{SINRm＞β}，其中E4，计算用户物理层安全连接概率为Pr(Rs>δ)=14e-πλfβl2α-2F12(1,1-2α;2-2α;2β)e--πλmβl2ρ(α-2)ρ′F12(1,1-2α;2-2α;2β);]]>E5，根据物理层安全连接概率，可以得到最优的微基站分布密度。