RIS助力下水声通信系统中的通信增强与位置隐私保护联合优化

随着下水声通信需求的不断增长，作为下水声通信（UAC）新兴范式的下水声无线反射器（UARIS），能够显著提升下水声系统的通信速率。然而，在开放的下水环境中，源节点位置容易通过相关分析被窃听节点获取，导致下水声通信系统面临位置隐私问题，这一问题被许多研究所忽视。为提升下水声通信质量并保护位置隐私，我们提出一种集成人工噪声（AN）模块的新型UARIS架构。该架构不仅改善通信质量，还引入噪声干扰窃听者定位源节点的尝试。我们推导了用于窃听者部署的定位方法的Cramér-Rao下界（CRLB），并基于此，将UARIS协助的通信场景建模为一个多目标优化问题。该问题优化传输波束成形、反射预编码和噪声因素，以最大化通信性能和位置隐私保护。为高效求解该非凸优化问题，我们开发了基于分数规划的迭代算法。仿真结果表明，所提出的系统在显著提升数据传输速率的同时，有效维护了UAC系统中源节点的位置隐私。