基于RIS的无线单输入单输出矢量合成安全传输方法

基于ris的无线单输入单输出矢量合成安全传输方法
技术领域
1.本发明属于通信技术领域，进一步涉及无线通信中的物理层信息安全技术，具体为一种基于可重构智能表面ris(reconfigurable intelligent surface)的无线单输入单输出矢量合成安全传输方法，可用于提高ris使能单输入单输出无线通信系统的传输安全性。


背景技术：

2.近年来，5g移动通信的发展使人们的日常生产生活更加方便快捷，但其布置难、能耗大以及传播环境的开放性特点也给移动通信的更新换代带来了诸多难题。可重构智能表面ris的提出及其在通信技术中的运用，为未来无线网络的发展开辟了新思路，让研究者可以致力于利用ris与现有技术结合解决无线通信频谱效率、资源利用率低及安全性无法保障等问题。
3.ris由大量低能耗反射元件组成，与其连接的控制器可独立调节每个反射单元的幅度和相位，进而协同实现反射波束形成。ris具有高度可控、部署灵活和成本低等优点，可为未来复杂电磁环境中的可靠通信提供高效解决方案。
4.物理层安全技术是以信息论为出发点，利用无线信道的物理特性，借助多天线信号处理、信道编解码等技术寻求提升无线信息传输安全性。类似基于多天线信号处理的物理层安全技术，ris辅助无源波束管控可使得反射后的信号波形在合法接收端实现能量汇聚，同时有效削弱窃听用户的保密信号接收功率。通过灵活部署ris，可有效提升通信系统安全性。然而，当窃听端距离单天线发射端较近，且与ris间传输连接中断时，现有技术无法保障单天线用户通信安全。
5.ris在辅助实现安全通信方面的技术优势已得到业界广泛认可。大量研究表明ris的引入可有效提升通信链路的安全性，如2020年10月在ieee transactions on vehicular technology上发表的文献《secrecy performance analysis of ris-aided wireless communication systems》中所述，设计ris反射信号的相移以使合法接收端接收信号的信噪比达到最大，随着ris反射阵元的增多仿真证明安全性可进一步提升，而当窃听者窃取到与发射端的直达路径时，系统安全性有所下降，此安全策略目标在于单一的优化ris的反射相位使合法用户的信噪比最大化，却忽略发射端的信号保密会直接遭到窃取，当窃听端距离发射端较近或可屏蔽ris发射链路时，其安全性能就没有办法得到保障。


技术实现要素：

6.本发明目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于ris的无线单输入单输出矢量合成安全传输方法，用于解决现有ris辅助无线传输技术在单输入单输出系统物理层信息安全的保障问题上存在的缺陷。本发明中面向随机选取ris阵元反射系数，设计矢量合成信号传输方案，使得合法接收星座与窃听星座之间存在显著差异，从而全面有效地保障单输入单输出系统传输安全性。
7.实现本发明的基本思路是：单天线发射端发射待合成信号，该信号是根据已知的信道状态信息进行设计的，经ris反射完成信息传输，合法接收端接收到待合成信号可以实现矢量合成，得到规整的接收星座符号，然后完成对保密信息比特的解码，同时窃听端窃听到发射的合成信号保持随机扰动，不能实现合成处理，从而实现信息保密传输。并且考虑到ris的硬件限制及系统实现复杂度，ris阵元反射相移选取离散值，即反射相移取值集合为其中l为量化级数。当ris反射阵元数m≥2时，选取l＝3为ris最小相位量化级数，该离散相移量化级数的选取可最大限度获取分集增益。
8.为实现上述目的，本发明的技术方案，包括：
9.1)设系统中发射端s配置有单根发射天线，合法接收端d和窃听端eve分别配置有单根接收天线，可重构智能表面ris具有m个反射阵元，且m为2的非负整数幂，通过连接控制器对ris进行控制；
10.2)发射端s向合法接收端d发送导频信息，获取发射端s到ris、ris到合法接收端d的信道矢量和且两个信道矢量中的元素均服从瑞利衰落；窃听端eve窃取导频信息后，得到发射端s到窃听端eve的窃听信道矢量和ris到窃听端eve的反射信道矢量分别为和其中表示复数域；
11.3)构建随机矢量合成rvs策略：
12.3.1)获取ris反射系数对角阵：
13.(3.1.1)令相位量化级数l＝3，此时ris的第m个反射阵元反射系数的离散相移在集合中随机取值，其中m＝1,2,...,m；得到ris所有单个反射阵元的离散随机相移；
14.(3.1.2)根据ris所有单个反射阵元的离散随机相移，得到由ris阵元反射系数组成的第一对角阵φ：
[0015][0016]
其中，diag(g)表示对角化运算符，为ris各阵元反射系数离散相移矢量；
[0017]
3.2)发射端根据ris反馈，设计并发送第一待合成信号
[0018][0019]
其中，j表示虚数，j2＝-1；表示第一相移键控psk信号，k表示psk符号集合中的第k个符号，且k个符号，且为保密信号功率；q1表示第一待合成信号的相位，表达式如下：
[0020][0021]
其中，κm表示发射端s到ris第m个反射阵元的信道矢量κ中的元素，gm表示ris第m个反射阵元到合法接收端d信道矢量g中的元素；
[0022]
3.3)合法接收端d获取经ris反射的第一合法接收有用信号z1，并对其进行矢量合成，得到规整的第一幅度相位调制信号其中α1为第一合法接收端合成信号幅度增益；
[0023]
4)构建分组矢量合成gvs策略：
[0024]
4.1)获取ris反射系数对角阵：
[0025]
(4.1.1)将ris的所有反射阵元平均分为u个子集，则每个子集包含a＝m/u个阵元；其中，u为2的非负整数次幂，s＝1,2,...,u表示其中第s个子集；
[0026]
(4.1.2)取相位量化级数l＝3，此时第s个子集中反射阵元反射系数的离散相移ps在集合中取值，具体为：首先，选取该子集中反射阵元反射系数的最优离散相移p
s*
：
[0027][0028]
其中，为ris第s个子集到合法接收端d的信道中第t个阵元分量，为发射端s到ris第s个子集的信道中第t个阵元分量，t＝1,2,...,a；
[0029]
然后，选取集合中距离p
s*
最近的点作为第s个子集中反射阵元反射系数的离散相移ps，即若则反之其中分别表示集合中的第i或第j个元素，i，j∈{1,2,3}，表示任意选取不相等的i和j；
[0030]
(4.1.3)根据ris所有子集中反射阵元反射系数的离散相移，得到由ris阵元反射系数组成的第二对角阵λ：
[0031]
λ＝diag(p)，
[0032]
其中为ris各个子集离散相移反射系数矢量；
[0033]
4.2)发射端根据ris反馈，设计并发送第二待合成信号
[0034][0035]
其中，表示第二相移键控psk信号，且表示第二相移键控psk信号，且为保密信号功率；q2表示第二待合成信号的相位，表达式如下：
[0036][0037]
4.3)合法接收端d获取经ris反射的第二合法接收有用信号z2，并对其进行矢量合成，得到规整的第二幅度相位调制信号其中α2为第二合法接收端合成信号幅度增益；
[0038]
5)合法接收端d和窃听端eve分别获取各自的接收信号：
[0039]
合法接收端d根据步骤3)构建的随机矢量合成rvs策略以及步骤4)构建的分组矢量合成gvs策略分别对待合成信号进行矢量合成，得到第一合法接收端观测信号y
b1
和第二合法接收端观测信号y
b2
：
[0040]
[0041][0042]
其中，nb表示合法接收端d处的复高斯噪声矢量；
[0043]
窃听端分为以下两种场景窃听待合成信号，即保密信号：
[0044]
第一种：窃听端与发射端有传输连接，而与ris传输连接被阻断时，在步骤3)构建的随机矢量合成rvs策略以及步骤4)构建的分组矢量合成gvs策略下，窃听端接收信号分别表示为y
1ideal
和y
2ideal
：
[0045][0046][0047]
其中，no表示窃听端eve处的复高斯噪声矢量；
[0048]
第二种：窃听端与发射端、ris均有传输连接时，在步骤3)构建的随机矢量合成rvs策略以及步骤4)构建的分组矢量合成gvs策略下，窃听端接收信号分别表示为y
1worst
和y
2worst
：
[0049][0050][0051]
6)合法接收端和窃听端分别对各自得到的接收信号进行检测和解码：
[0052]
合法接收端基于最大似然估计准则进行相位调制符号的最优检测，完成保密信息解码，准确地获得保密信息；
[0053]
窃听端在发射端构建的矢量合成策略干扰下进行保密信息解码，无法准确获知保密信息。
[0054]
本发明与现有技术相比具有的如下优点：
[0055]
第一、本发明发射端发射待合成信号，使得合法接收端可对接收信号进行矢量合成，而窃听端即使在信道平坦衰落条件下也无法实现信息窃取，能有效保障传输安全性，同时降低ris波束管控实现复杂度；
[0056]
第二、本发明中矢量合成方案对ris反射阵元进行合理的子集分组，并且集合阵元反射相移系数离散选取，在保障了信息安全传输前提下，有效降低了ris控制端硬件的实现代价，并且降低了待合成信号设计算法的复杂度；
[0057]
第三、本发明能够在高效完成信息传输的同时，以最小相位量化级数，最大程度实现ris分集阶数，合理缓解硬件限制。
附图说明
[0058]
图1为本发明中系统模型的示意图；
[0059]
图2为本发明方法的实现流程图；
[0060]
图3为快衰落信道条件下，分别使用rvs与gvs方案，合法接收端、窃听端与ris有无传输连接时接收信号星座仿真结果对比图；(a)中snr＝-10db，(b)中snr＝0db；
[0061]
其中a、b、c分别为rvs方案下，合法接收端、窃听端与ris无传输连接、窃听端与ris有传输连接的接收信号星座图；d、e、f为gvs方案下，合法接收端、窃听端与ris无传输连接、窃听端与ris有传输连接的接收信号星座图。
[0062]
图4为平坦衰落信道条件下，分别使用rvs与gvs方案，合法接收端、窃听端与ris有无传输连接时接收信号星座仿真结果对比图；(a)中snr＝0db，(b)中snr＝10db；
[0063]
其中a、b、c分别为rvs方案下，合法接收端、窃听端与ris无传输连接、窃听端与ris有传输连接的接收信号星座图；d、e、f为gvs方案下，合法接收端、窃听端与ris无传输连接、窃听端与ris有传输连接的接收信号星座图。
[0064]
图5为系统在快衰落信道条件下，使用rvs与gvs方案，且gvs在不同ris分组数的情况下，合法接收端和窃听端的ber对比结果；
具体实施方式
[0065]
以下参照附图，对本发明技术方案实施过程进行详细描述：
[0066]
参照图1，本发明中系统模型的示意图，本发明方法所采用的系统模型具体包括以下内容：发射端s、合法接收端d、窃听端和可重构智能表面ris。发射端、合法接收端和窃听端均分别配有接收天线，且均为单根接收天线分别表示为n
t
、nr、ne，同时ris拥有m个反射单元并且连接到控制器，m为2的非负整数幂；本实例以n
t
＝1，nr＝1，ne＝1，m＝64，s∈{2,4,8,16,32,64}，合成bpsk调制信号为例。每一发送时隙发射天线发送待合成信号作为保密信号，然后由ris将待合成信号反射传输至合法接收端，最后合法接收端进行信号接收合成与检测。
[0067]
参照图2，本发明提供的一种基于ris的无线单输入单输出矢量合成安全传输方法，具体实现步骤如下：
[0068]
步骤1：设系统中发射端s配置有单根发射天线、合法接收端d、窃听端eve也均分别配置有单根接收天线、可重构智能表面ris具有m个反射阵元，且m为2的非负整数幂，通过连接控制器对ris进行控制；
[0069]
步骤2：发射端s向合法接收端d发送导频信息，导频信息通过ris反射至合法接收端d，合法接收端接收后进行处理并将功率分配的方案反馈回发射端，当接收功率小于一定值时只需在传输时间内插入单个导频即可根据该信息完成对信道的精确估计，得到发射端s到ris与ris到合法接收端的信道矢量和且两个信道矢量中的元素均服从瑞利衰落；窃听端eve窃取导频信息后，得到发射端到窃听端的窃听信道矢量和ris到窃听端的反射信道矢量分别为和其中表示复数域；
[0070]
本实施例中发射端s到ris与ris到合法接收端的信道矢量和按照如下方式得到：发射端s向合法接收端d发送导频信息，导频信息通过ris反射至合法接收端d，ris和合法接收端d分别依据此导频信息估计出第一跳信道矩阵，然后将第一跳信道矩阵作为深度残差网络的输入、第二跳信道矩阵作为深度残差网络输出，对网络进行训练后获得信道状态信息，发射端根据该信息完成对信道的精确估计，即得到发射端到ris与ris到合法接收端的信道矢量。当然，也可采用其它方式获取，利用发射端s向合法接收端d发送导频信息，导频信息通过ris反射至合法接收端d，合法接收端接收后进行处理并将功率分配的方案反馈回发射端，当接收功率小于一定值时只需在传输时间内插入单个导频即可根据该信息完成对信道的精确估计，亦可到发射端到ris与ris到合法接受端的信道矢量。
[0071]
设合法通信双方已知理想信道状态信息，发射端s根据已知的信道矢量κ和g与ris
阵元随机反射系数，设计并发射待合成信号。具体地，根据信道特性、系统在信道条件下的安全性以及ris控制链路的复杂性，构建两种不同的矢量合成策略，即随机矢量合成(random vector synthesize,rvs)和分组矢量合成(grouped vector synthesize,gvs)，两种矢量合成方案，能够分别得到各自发射的待合成信号的相位。其中信道包括平坦衰落信道、快速衰落信道；发射端按随机矢量合成策略发射待合成信号，单个反射阵元相移是离散随机取值的。
[0072]
步骤3：构建随机矢量合成rvs策略：
[0073]
3.1)获取ris反射系数对角阵：
[0074]
(3.1.1)令相位量化级数l＝3，此时ris的第m个反射阵元反射系数的离散相移在集合中随机取值，其中m＝1,2,...,m；得到ris所有单个反射阵元的离散随机相移；
[0075]
(3.1.2)根据ris所有单个反射阵元的离散随机相移，得到由ris阵元反射系数组成的第一对角阵φ：
[0076][0077]
其中，diag(g)表示对角化运算符，为ris各阵元反射系数离散相移矢量；
[0078]
3.2)发射端根据ris反馈，设计并发送第一待合成信号
[0079][0080]
其中，j表示虚数，j2＝-1；表示第一相移键控psk信号，k表示psk符号集合中的第k个符号，且k个符号，且为保密信号功率；q1表示第一待合成信号的相位，表达式如下：
[0081][0082]
其中，κm表示发射端s到ris第m个反射阵元的信道矢量κ中的元素，gm表示ris第m个反射阵元到合法接收端d信道矢量g中的元素；
[0083]
3.3)合法接收端d获取经ris反射的第一合法接收有用信号z1，并对其进行矢量合成，得到规整的第一幅度相位调制信号其中α1为第一合法接收端合成信号幅度增益；
[0084]
本实施例中，第一合法接收有用信号z1和第一合法接收端合成信号幅度增益α1根据下式得到：
[0085][0086][0087]
步骤4：构建分组矢量合成gvs策略：
[0088]
4.1)获取ris反射系数对角阵：
[0089]
(4.1.1)将ris的所有反射阵元平均分为u个子集，则每个子集包含a＝m/u个阵元；其中，u为2的非负整数次幂，s＝1,2,...,u表示其中第s个子集；
[0090]
(4.1.2)取相位量化级数l＝3，此时第s个子集中反射阵元反射系数的离散相移ps在集合中取值，具体为：首先，选取该子集中反射阵元反射系数的最优离散相移p
s*
：
[0091][0092]
其中，为ris第s个子集到合法接收端d的信道中第t个阵元分量，为发射端s到ris第s个子集的信道中第t个阵元分量，t＝1,2,...,a；
[0093]
然后，选取集合中距离p
s*
最近的点作为第s个子集中反射阵元反射系数的离散相移ps，即若则反之其中分别表示集合中的第i或第j个元素，i，j∈{1,2,3}，表示任意选取不相等的i和j；
[0094]
(4.1.3)根据ris所有子集中反射阵元反射系数的离散相移，得到由ris阵元反射系数组成的第二对角阵λ：
[0095]
λ＝diag(p)，
[0096]
其中为ris各个子集离散相移反射系数矢量；
[0097]
4.2)发射端根据ris反馈，设计并发送第二待合成信号
[0098][0099]
其中，表示第二相移键控psk信号，且表示第二相移键控psk信号，且为保密信号功率；q2表示第二待合成信号的相位，表达式如下：
[0100][0101]
4.3)合法接收端d获取经ris反射的第二合法接收有用信号z2，并对其进行矢量合成，得到规整的第二幅度相位调制信号其中α2为第二合法接收端合成信号幅度增益；
[0102]
本实施例中，第二合法接收有用信号z2和第二合法接收端合成信号幅度增益α2根据下式得到：
[0103][0104][0105]
步骤5：合法接收端d和窃听端eve分别获取各自的接收信号：
[0106]
合法接收端d根据步骤3)构建的随机矢量合成rvs策略以及步骤4)构建的分组矢量合成gvs策略分别对待合成信号进行矢量合成，得到第一合法接收端观测信号y
b1
和第二合法接收端观测信号y
b2
：
[0107][0108][0109]
其中，nb表示合法接收端d处的复高斯噪声矢量；
[0110]
窃听端分为以下两种场景窃听待合成信号，即保密信号：
[0111]
第一种：窃听端与发射端有传输连接，而与ris传输连接被阻断时，在步骤3)构建的随机矢量合成rvs策略以及步骤4)构建的分组矢量合成gvs策略下，窃听端接收信号分别表示为y
1ideal
和y
2ideal
：
[0112][0113][0114]
其中，no表示窃听端eve处的复高斯噪声矢量；
[0115]
第二种：窃听端与发射端、ris均有传输连接时，在步骤3)构建的随机矢量合成rvs策略以及步骤4)构建的分组矢量合成gvs策略下，窃听端接收信号分别表示为y
1worst
和y
2worst
：
[0116][0117][0118]
步骤6：合法接收端和窃听端分别对各自得到的接收信号进行检测和解码：
[0119]
合法接收端基于最大似然估计准则进行相位调制符号的最优检测，完成保密信息解码，准确地获得保密信息；
[0120]
窃听端在发射端构建的矢量合成策略干扰下进行保密信息解码，检测性能受到限制，无法准确获知保密信息。
[0121]
本实施例中，假设合法接收端可获得理想衰落信道状态信息，合法接收端基于最大似然估计准则，分别在两种矢量合成方案下进行最大似然检测表达式如下，c∈{1,2}，表示第c种策略：
[0122][0123]
窃听端矢量合成信号为随机扰动信号，窃听端信号检测性能受限，无法像合法接收端一样合成出准确的相位调制符号。具体地，两种矢量合成方案下，窃听端接收信号最大似然检测可对应两个场景分别实施如下：
[0124]
a.窃听端与发射端有传输连接，而与ris传输连接被阻断时：窃听端根据获得的理想衰落信道状态信息，接收估计信号表示为对应最大似然检测表达式如下：
[0125][0126]
b.窃听端与发射端、ris均有传输连接时：窃听端根据获得的理想衰落信道状态信息，接收估计信号表示为将ris反射干扰信号与接收噪声作为色噪声处
理，并对噪声白化后的窃听信号进行最大似然检测如下：
[0127][0128]
参照图3，在快速衰落信道条件下，描绘了n
t
＝1、nr＝1、m＝64，s＝8时，仿真300个点数为例，图3中的(a)是snr为-10db下，两种方案在不同窃听场景下的接收信号星座图，a、b、c分别为rvs方案下合法接收端、窃听端与ris无传输连接和窃听端与ris有传输连接的接收信号星座图，d、e、f分别为gvs方案下合法接收端、窃听端与ris无传输连接和窃听端与ris有传输连接的接收信号星座图；图3中的(b)是snr为0db时以上所述情况。
[0129]
由图3中的(a)、(b)的星座图a和d可知，gvs方案相比于rvs方案能够在合法接收端合成出汇聚效果更好的星座符号；进一步对比图3中的(a)和(b)中a，b，c可知，合法接收端在rvs方案下相较于同条件下的窃听端星座符号接收情况，有很好的聚合作用，说明rvs方案在降低了ris控制链路的复杂性的同时，也保证了信号传输的安全性。进一步对比图3中的(a)和(b)，提升信噪比后合法接收端接收信号合成和分离效果明显增强，而窃听端仍然不能分离信号。
[0130]
参照图4，在平坦衰落信道条件下，描绘了n
t
＝1、nr＝1、m＝64，s＝8时，仿真200个点数为例，图4中的(a)是snr为0db下，两种方案在不同窃听场景下的接收信号星座图，a、b、c分别为rvs方案下合法接收端、窃听端与ris无传输连接和窃听端与ris有传输连接的接收信号星座图，d、e、f分别为gvs方案下合法接收端、窃听端与ris无传输连接和窃听端与ris有传输连接的接收信号星座图；图4中的(b)是snr为10db时以上所述情况。
[0131]
由图4中的(a)、(b)星座图a和d可知，在平坦衰落信道条件下gvs方案相比于rvs方案会得到分离效果更好的接收星座；对比图4中的(a)和(b)中d，e，f可知，在平坦衰落信道条件下，窃听端在gvs方案高信噪比条件下也能够合成出旋转的星座图，而合法接收端可以合成规整的星座符号。此外，对比图4中rvs与gvs方案接收星座，rvs方案在高信噪比下仍然在窃听端合成出随机扰乱的星座图，进一步说明了本发明中方案即使在平坦衰落信道下也能达到较好的保密性能。
[0132]
参照图5，在快速衰落信道条件下，描绘了按分组矢量合成gvs方案分组数s∈{2,4,8,16,32,64}情况下对比于按随机矢量合成rvs方案，合法接收端和窃听端的误比特率性能；由图可见，随着snr的不断增加，两种方案下的合法接收端ber性能都在不断提升，而窃听端误比特率性能都维持在0.5左右，同时合法接收端在gvs方案下随着分组数的不断增加，性能逐渐提高，说明本方案在ris分组后选择离散的相位系数降低了ris系统硬件限制的同时，合理选择分组也可以得到较低的误比特率性能；进一步对比两种矢量合成方案，rvs方案中ris阵元相位系数在离散集合中随机取值，而gvs方案需要计算分组的最优相位后在离散集合中随机取值，基于rvs方案的待合成信号算法复杂度更低。
[0133]
下面结合仿真实验对本发明的效果进一步说明：
[0134]
a.仿真条件
[0135]
使用matlab仿真工具进行模拟，假定信息在瑞利衰落信道下，发射机获得全部的信道状态信息，具体仿真参数设置如下：
[0136]
仿真1：设定n
t
＝1，nr＝1，ne＝1，m＝64，snr∈{-10,0}；
[0137]
仿真2：设定n
t
＝1，nr＝1，ne＝1，m＝64，snr∈{0,10}；
[0138]
仿真3：设定n
t
＝1，nr＝1，ne＝1，m＝64，s∈{2,4,8,16,32,64}
[0139]
b.仿真内容
[0140]
仿真1：为使用本发明方法在快衰落信道条件下不同信噪比时，使用rvs方案以及gvs方案，合法接收端、窃听端的二维星座仿真结果对比图，仿真结果如图3所示；
[0141]
仿真2：为使用本发明方法在平坦衰落信道条件下不同信噪比时，使用rvs方案以及gvs方案，合法接收端、窃听端的二维星座仿真结果对比图，仿真结果如图4所示；
[0142]
仿真3：为系统在快衰落信道条件下，使用以及gvs方案在不同ris分组数的情况下与rvs方案，合法接收端和窃听端的ber对比情况，仿真结果如图5所示；
[0143]
c.仿真结果
[0144]
由图3可见，合法接收端在不同矢量合成方案下都能对发射信号进行较好分离，表面方案保密传输性能较好，信噪比越大星座分离程度越高，并且同等条件下，gvs方案比rvs方案有更好的合成信号星座汇聚效果。
[0145]
由图4可知，在平坦衰落信道条件下，在抗窃听方面rvs方案比gvs方案性能更好。高信噪比下，使用gvs方案，且窃听端与ris有传输连接时，能够实现信号分离，但是只能解出旋转星座符号，而rvs方案下窃听端星座图仍然是弥散的，验证了本发明在全面保障单输入单输出安全传输方面的技术优势。
[0146]
由图5可见，随着信噪比的不断增加，合法接收端在两种方案下的传输可靠性都明显提高，窃听端不管与ris有无传输连接，都被矢量合成信号干扰而不能正确解码信号，表明了本发明中方案的高安全性。
[0147]
上述仿真分析证明了本发明所提方法的正确性与有效性。
[0148]
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。
[0149]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。