1.一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,所述共生通信信息传输系统包括基站、智能反射表面、用户端、窃听端以及物联网设备,其中,所述智能反射表面包括Q个无源反射单元以及一个与其连接的控制器,所述控制器,用于调整每一个无源反射单元的相位和幅度辅助所述基站与所述用户端之间的主链路通信;
所述基站,用于向所述用户端发送主动信息构建主传输链路实现主动信息传输;
所述物联网设备,用于向所述智能反射表面发送物联网信息;
所述智能反射表面,用于将所述物联网信息调制到主传输链路的主动信息上,生成被动信息,并将所述被动信息发送给用户端构建次传输链路实现被动信息传输;
所述窃听端,用于窃听所述主传输链路传输的主动信息和次传输链路传输的被动信息;
所述用户端,用于解调所述基站发送的主动信息和所述智能反射表面发送的被动信息。
2.根据权利要求1所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,所述基站还用于向所述智能反射表面发送所述主动信息。
3.根据权利要求1所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,所述基站为一个单天线基站。
4.根据权利要求1所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,以所述用户端的最小数据传输速率约束和所述基站的最大功率约束为前置条件,对所述基站的发射功率和所述智能反射表面的被动波束成形向量进行优化,构建所述共生通信信息传输系统保密速率最大化的目标函数。
5.根据权利要求4所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,所述目标函数的计算式为: 其中,P表示所述基站的发射功率,Φ表示智能反射表面的被动波束成形向量,K表示用户端的总数,k表示第k个用户端;
所述用户端的最小数据传输速率的约束为 Cmin表示所述用户端的最低传输速率, 表示第k所述用户端的数据传输速率,Uk表示第k个所述用户端;
所述基站的最大功率的约束为∑Pk≤Pmax,Pmax表示所述基站的最大功率;
所述智能反射表面的被动波束成形数值特性的计算式为 表示第Q个无源反射单元的被动波束成形向量。
6.根据权利要求5所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,对所述目标函数进行求解,获得所述基站的发射功率和所述智能反射表面被动波束成形向量的优化结果。
7.根据权利要求6所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,对所述目标函数进行求解,获得所述基站的发射功率和所述智能反射表面被动波束成形向量的优化结果,具体包括:根据所述主传输链路和次传输链路的权重、主传输链路中用户端和窃听端的数据传输速率以及次传输链路中用户端和窃听端的数据传输速率,计算所述用户端的保密速率;
根据所述基站的发射功率、智能反射表面的被动波束成形向量、物联网设备发送的物联网信息、智能反射表面到用户端的信道、基站到智能反射表面的信道以及基站到用户端的信道,计算主传输链路中用户端的数据传输速率;
根据所述基站的发射功率、智能反射表面的被动波束成形向量、物联网设备发送的物联网信息、智能反射表面到窃听端的信道以及基站到窃听端的信道,计算主传输链路中窃听端的数据传输速率;
根据所述基站的发射功率、智能反射表面的被动波束成形向量、物联网设备发送的物联网信息、智能反射表面到用户端的信道以及基站到智能反射表面的信道,计算次传输链路中用户端的数据传输速率;
根据所述基站的发射功率、智能反射表面的被动波束成形向量、物联网设备发送的物联网信息、智能反射表面到窃听端的信道以及基站到智能反射表面的信道,计算次传输链路中窃听端的数据传输速率。
8.根据权利要求7所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,所述计算所述用户端的保密速率的计算式为其中,kprim、kseco分别表示主、次传输链路的
权重, 分别表示主传输链路中第k个用户端、窃听端的数据传输速率,分别表示次传输链路中第k个用户端、窃听端的数据传输速率,e表示窃听端;
所述计算主传输链路中用户端的数据传输速率的计算式为
其中,P表示所述基站的发
射功率,B表示基站,I表示智能反射表面,Φ表示所述智能反射表面的被动波束成形向量,Uk表示第k个所述用户端, 表示所述智能反射表面到第k个用户端的信道,hB,I∈Q×1C 表示所述基站到智能反射表面的信道, 表示基站到第k个用户端的信道,c表示所述物联网设备发送的物联网信息, 表示第k个用户端的零均值加性高斯白噪声的功率;
所述计算主传输链路中窃听端的数据传输速率的计算式为
Q×1
其中,hI,e∈C 表示所述智
1×1
能反射表面到窃听端的信道,hB,e∈C 表示所述基站到窃听端的信道, 表示所述窃听端的零均值加性高斯白噪声的功率;
所述计算次传输链路中用户端的数据传输速率的计算式为
其中,N表示所述物联网设备的符号周期为基站的符号
周期的N倍;
所述计算次传输链路中窃听端的数据传输速率的计算式为
9.一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输方法,应用如权利要求1至8任一项所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输系统,其特征在于,所述共生通信信息传输方法包括:通过所述基站向所述用户端发送主动信息构建主传输链路实现主动信息传输;
通过所述物联网设备向所述智能反射表面发送物联网信息;
通过所述智能反射表面将所述物联网信息调制到主传输链路的主动信息上,生成被动信息,并将所述被动信息发送给用户端构建次传输链路实现被动信息传输;
通过所述窃听端窃听所述主传输链路传输的主动信息和次传输链路传输的被动信息;
通过所述用户端解调所述基站发送的主动信息和所述智能反射表面发送的被动信息。
10.根据权利要求9所述的一种智能反射表面辅助的共生通信信息传输方法,其特征在于,以所述用户端的最小数据传输速率约束和所述基站的最大功率约束为前置条件,对所述基站的发射功率和所述智能反射表面的被动波束成形向量进行优化,构建所述共生通信信息传输系统保密速率最大化的目标函数。