混合串通窃听场景下通感一体化系统的联合波束赋形设计
系统与控制
2025-02-10 v1 系统与控制
摘要
本文研究在存在混合串通窃听者（即一个主动窃听者（AE）与一个被动窃听者（PE）串通以截获机密信息）的通感一体化（ISAC）系统中的物理层安全（PLS）问题。为确保感知精度的同时防止窃听，基站发射由信息符号和感知波形组成的信号，其中感知波形亦可作为人工噪声干扰窃听者。在此设置下，我们提出一种基于交替优化的两阶段方案（AO-TSS），以提升感知与通信性能。第一阶段，基于已知主动窃听者完美信道状态信息（CSI）和被动窃听者统计CSI的假设，以最小化波束图匹配均方误差（MSE）与互相关的加权和为目标，在安全传输约束下构建通信与感知波束赋形问题。为处理非凸性，我们提出一种半定松弛（SDR）算法和一种降低复杂度的迫零（ZF）算法。随后，将场景进一步扩展到主动窃听者CSI不完美和被动窃听者CSI未知的更一般情况。为进一步提升通信性能，第二阶段问题发展为在雷达性能约束下优化保密速率阈值。最后，数值结果证明了所提方案在感知与安全通信方面的优越性。
引用
@article{arxiv.2502.04912,
title = {Joint Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication Systems with Hybrid-Colluding Eavesdroppers},
author = {Meiding Liu and Zhengchun Zhou and Qiao Shi and Guyue Li and Zilong Liu and Pingzhi Fan and Inkyu Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.04912},
year = {2025}
}