【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，尤其涉及一种基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法及系统。
技术介绍
1、智能超表面作为下一代无线通信中的热点技术，可以提高频谱效率，能源效率和物理层安全性。智能超表面由大量低成本、无源、可重构的元件组成。将智能控制器集成到智能超表面中可以实现通过改变这些可重构元素的相位和幅度从而重新配置入射信号的传播，构建智能无线电环境。已发表的研究认为是智能超表面只能反射入射信号，因此当发射端和接收端位于智能超表面的异侧时，通信系统不能使用智能超表面。这一缺陷限制了智能超表面的灵活性和通信的覆盖范围。针对这一问题，研究人员提出了透反一体智能超表面。
2、不同于传统的智能超表面，透反一体智能超表面的每个单元可以将入射信号分为两部分，入射信号一部分被反射到反射空间，另一部分则透射到透射空间。透反一体智能超表面的每个单元通过两个独立的系数控制透射信号和反射信号，即透射系数和反射系数。因此，透反一体智能超表面可以提供全空间的通信覆盖范围，为调控信号传播提供了新的自由度，增加了网络设计的灵活性。在现有文献中，作者提出了三种实用的透反一体智能超表面操作协议，即能量分割、模式切换和时间切换。
3、在下一代无线通信中，将出现数以亿计的物联网设备。然而，由于要使用大量无线设备，频繁的电池更换/充电往往成本很高，在许多关键应用中(人工心脏等)甚至是不可以更换电池并拆卸充电。针对这一问题研究人员提出了无线供电通信技术，由射频信号载荷电能进行无线传输，该技术能够为大规模部署的低功耗物联网设备提供灵活、可控和按需
4、另一方面，由于无线传输的开放性机密和敏感信息容易暴露在恶意窃听者面前。为了抵御窃听或干扰等安全攻击，wyner从信息论的角度提出了物理层安全的概念，即利用无线信道的固有特性(例如,噪声、衰落和干扰)来降低合法信息泄露。同时，因为透反一体智能超表面具有重新配置入射信号和重构通信环境的能力，将透反一体–智能超表面与物理层安全的结合可以有效地提高通信系统的安全性。但是透反一体智能超表面在增强合法接收者的信号接收的同时也提高了窃听者的窃听信号质量，通过在透反一体智能超表面辅助的无线通信系统中引入协同干扰可以解决这一问题。
5、目前已有研究多关注于利用透反一体智能超表面/智能超表面波束赋型能力实现物理层安全传输，尚未见有关透反一体智能超表面与协同干扰结合的专利技术。此外，由于透反一体智能超表面独特的工作模式，对智能超表面辅助无线供电通信系统的安全性能分析并不适用于透反一体智能超表面辅助无线供电通信系统的研究。关键系统参数对透反一体智能超表面辅助无线供电通信系统的可靠性和安全性的影响尚不清楚。协同干扰策略在提高透反一体智能超表面辅助无线供电通信系统的安全性能方面具有很大的潜力，在不引入额外干扰机的情况下，通过现有的无线通信设备恶化窃听者接收信号的质量，透反一体智能超表面辅助的无线供电通信系统的协同干扰保密通信研究尚属空白。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法及系统，研究了不同用户通信应对不同窃听者时的关键参数对系统的影响，以选择合适的安全通信方案。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，包括：构建安全通信场景；所述安全通信场景包括接入节点、能量基站、两个合法用户以及两个窃听者，其中两个合法用户分别为室外用户和室内用户，两个窃听者分别为与室外用户对应的位于第一窃听者以及与室内用户对应的第二窃听者；在所述安全通信场景中部署具有将入射信号重新调控为透射信号或反射信号功能的透反一体智能超表面，以将通信空间划分为透射空间和反射空间；室外用户、能量基站、接入节点以及第一窃听者部署在反射空间，室内用户和第二窃听者部署在透射空间；在不同的通信链路场景下结合协同干扰安全传输方法，设置不同的安全通信策略；协同干扰安全传输方法为室内外用户在一方进行通信时另一方发送人工噪声干扰窃听者的窃听；对每种安全通信策略的通信性能关键参数进行计算分析，以根据实际需求选择所需的安全通信策略；所述通信性能关键参数包括中断概率、保密中断概率以及有效保密吞吐量。
3、第二方面，本专利技术还提供一种基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输系统，包括：接入节点、能量基站、两个合法用户以及两个窃听者，其特征在于，应用任一所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法设置安全通信策略。
4、本专利技术提供的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法及系统，与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
5、(1)本专利技术利用了透反一体智能超表面构建一个既能保障通信效率又能有效防御窃听攻击的安全通信场景，不仅增强了通信系统的安全性，也为未来智能、自适应的安全通信网络设计提供了重要思路，并且在安全通信场景下设计了不同的安全通信策略，研究了通信性能关键参数(如中断概率、保密中断概率以及有效保密吞吐量)对通信系统性能的影响，以根据需要选择合适的通信策略。(2)本专利技术提供的协同干扰策略，解决了透反一体智能超表面在增益合法用户通信的同时也会，为窃听者的窃听带来增益的不利之处，通过引入人工噪声对其进行干扰，提高系统的保密性能。(3)本专利技术为透反一体智能超表面辅助的无线供电系统通信的安全通信方法奠定了理论基础。
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1.一种基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，室内外用户在一方进行通信时另一方发送人工噪声干扰窃听者的窃听，包括：
3.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，在不同的通信链路场景下结合协同干扰安全传输方法，设置不同的安全通信策略，包括：
4.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，在不同的通信链路场景下结合协同干扰安全传输方法，设置不同的安全通信策略，包括：
5.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，在不同的通信链路场景下结合协同干扰安全传输方法，设置不同的安全通信策略，包括：
6.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，还包括：
8.一种基于透
...【技术特征摘要】
1.一种基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，室内外用户在一方进行通信时另一方发送人工噪声干扰窃听者的窃听，包括：
3.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，在不同的通信链路场景下结合协同干扰安全传输方法，设置不同的安全通信策略，包括：
4.根据权利要求1所述的基于透反一体智能超表面的协同干扰安全传输方法，其特征在于，在不同的通信链路场景下结合协同干扰安全传输方法，设置不同的安全通信策略，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：迟皓联，曹堃锐，陈京渝，周昕昊，李睿铭，狄海容，屈亚运，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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