面向保密一体化感知与通信的最优发射波束成形
信息论
2021-10-26 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究了一种保密一体化感知与通信(ISAC)系统，其中多天线基站(BS)旨在向单天线通信用户(CU)发送保密消息，同时感知若干可能是可疑窃听者的目标。为确保感知质量的同时防止窃听，我们考虑 BS 发送专用感知信号（附加在保密信息信号之上），该信号起到人工噪声(AN)的作用以迷惑窃听目标。在此设置下，我们联合优化 BS 处的发射信息和感知波束成形，以最小化发射波束方向图与期望感知波束方向图之间的匹配误差，约束条件为 CU 处的最小保密速率要求和 BS 处的发射功率约束。尽管所构建的问题是非凸的，我们提出了一种算法，通过使用半定松弛(SDR)结合一维(1D)搜索来获得全局最优解。接下来，为了避免 1D 搜索带来的高复杂度，我们还分别提出了基于零强迫和分离波束成形设计的两种次优解。数值结果表明，所提出的设计适当地调整了信息波束和感知波束，以平衡与 CU 通信、感知目标和迷惑窃听者之间的权衡，从而在确保 CU 保密速率的同时实现了理想的感知发射波束方向图。
引用
@article{arxiv.2110.12945,
title = {Optimal Transmit Beamforming for Secrecy Integrated Sensing and Communication},
author = {Zixiang Ren and Ling Qiu and Jie Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.12945},
year = {2021}
}